Versorgung der Lager mit Schmierstoff

Schmierung von Wälzlagern
Wälzlager
FAG OEM und Handel AG Publ.-Nr. WL 81 115/4 DA

Schmierung von Wälzlagern
Publ.-Nr. WL 81 115/4 DA
FAG OEM und Handel AG
Ein Unternehmen der FAG Kugelfischer-Gruppe
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Inhalt
1 Der Schmierstoff im Wälzlager . . . . . . . . . . . . . . . . 3
1.1 Aufgaben der Schmierung bei Wälzlagern . . . . . . . . . 3
1.1.1 Unterschiedliche Schmierungszustände im
Wälzlager . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3
1.1.2 Der Schmierfilm bei Ölschmierung . . . . . . . . . . . . . 4
1.1.3 Einfluß des Schmierfilms und der Sauberkeit auf
die erreichbare Lagerlebensdauer . . . . . . . . . . . . . . . 6
1.1.4 Der Schmierfilm bei Fettschmierung . . . . . . . . . . . . 12
1.1.5 Schmierstoffschichten bei Trockenschmierung . . . . 13
1.2 Berechnung des Reibungsmoments . . . . . . . . . . . . . 14
1.3 Höhe der Betriebstemperatur . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
2 Schmierverfahren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
2.1 Fettschmierung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
2.2 Ölschmierung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
2.3 Feststoffschmierung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
2.4 Wahl des Schmierverfahrens . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
2.5 Beispiele zu unterschiedlichen Schmierverfahren . . . 21
2.5.1 Zentralschmieranlage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
2.5.2 Ölumlaufanlage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
2.5.3 Ölnebelanlage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
2.5.4 Öl-Luft-Schmieranlage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
2.5.5 Öl- und Fett-Sprühschmierung . . . . . . . . . . . . . . . . 24
3 Auswahl des Schmierstoffs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
3.1 Auswahl des geeigneten Fettes . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27
3.1.1 Beanspruchung durch Drehzahl und Belastung . . . . 27
3.1.2 Forderungen an die Laufeigenschaften . . . . . . . . . . . 28
3.1.3 Besondere Betriebsbedingungen und
Umwelteinflüsse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28
3.2 Auswahl des geeigneten Öles . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
3.2.1 Empfohlene Ölviskosität . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
3.2.2 Ölauswahl nach Betriebsbedingungen . . . . . . . . . . . 31
3.2.3 Ölauswahl nach Öleigenschaften . . . . . . . . . . . . . . . 31
3.3 Auswahl von Festschmierstoffen . . . . . . . . . . . . . . . . 33
3.4 Biologisch schnell abbaubare Schmierstoffe . . . . . . . 33
4 Versorgung der Lager mit Schmierstoff . . . . . . . . . . 34
4.1 Versorgung der Lager mit Fett . . . . . . . . . . . . . . . . . 34
4.1.1 Geräte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34
4.1.2 Erstbefettung und Neubefettung . . . . . . . . . . . . . . . 34
4.1.3 Fettgebrauchsdauer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35
4.1.4 Schmierfrist . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35
4.1.5 Nachschmierung, Nachschmierintervalle . . . . . . . . . 36
4.1.6 Beispiele zur Fettschmierung . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40
4.2 Versorgung der Lager mit Öl . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43
4.2.1 Geräte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43
4.2.2 Tauchschmierung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43
4.2.3 Umlaufschmierung mit mittleren und größeren
Ölmengen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44
4.2.4 Minimalmengenschmierung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47
4.2.5 Beispiele zur Ölschmierung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49
4.3 Versorgung der Lager mit Festschmierstoff . . . . . . . . 52
FAG 2
5 Schäden durch mangelhafte Schmierung . . . . . . . . 52
5.1 Verunreinigungen im Schmierstoff . . . . . . . . . . . . . . 52
5.1.1 Feste Fremdstoffe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54
5.1.2 Maßnahmen zur Verminderung der Konzentration
von Fremdstoffen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54
5.1.3 Ölfilter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54
5.1.4 Flüssige Verunreinigungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55
5.2 Reinigung verschmutzter Lager . . . . . . . . . . . . . . . . 55
5.3 Schadensverhütung und Schadensfrüherkennung
durch Überwachung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56
6 Glossar – Erläuterung schmiertechnischer
Begriffe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57

1 Der Schmierstoff im
Wälzlager
1.1 Aufgaben der Schmierung bei
Wälzlagern
Die Schmierung hat bei Wälzlagern –
ähnlich wie bei Gleitlagern – vor allem
die Aufgabe, eine metallische Berührung
der Roll- und Gleitflächen zu verhindern
oder zu mindern, also Reibung und Verschleiß
gering zu halten.
Öl, das an den Oberflächen der aufeinander
abrollenden Teile haftet, wird in
die Kontaktbereiche der Wälzlager gefördert.
Das Öl trennt die Berührungsflächen
und verhindert so metallischen
Kontakt (»physikalische Schmierung«).
In den Kontaktflächen der Wälzlager
treten außer Rollbewegungen auch noch
Gleitbewegungen auf, allerdings in viel
geringerem Ausmaß als bei Gleitlagern.
Diese Gleitbewegungen haben ihre Ursache
in elastischen Verformungen der
aufeinander abrollenden Teile und in der
gekrümmten Form von Rollflächen.
Wo in Wälzlagern reine Gleitbewegungen
auftreten, also zwischen Rollkörpern
und Käfig oder zwischen Rollenstirn-
und Bordflächen, sind die Drücke
in der Regel weit niedriger als im Rollbereich.
Gleitbewegungen spielen in Wälzlagern
nur eine untergeordnete Rolle.
Selbst bei ungünstigen Schmierbedingungen
sind die Verlustleistung und der Verschleiß
sehr gering. Dadurch ist es möglich,
Wälzlager mit Fetten unterschiedlicher
Penetrationsklasse und mit Ölen
unterschiedlicher Viskosität zu schmieren.
So kann ein großer Drehzahlbereich
und auch ein großer Belastungsbereich
beherrscht werden.
Manchmal bildet sich kein voll tragender
Schmierfilm aus, so daß zumindest in
Teilbereichen die Trennung durch den
Schmierfilm nicht gegeben ist. Auch in
solchen Fällen ist verschleißarmer Betrieb
möglich, wenn die dabei lokal auftretende
hohe Temperatur chemische Reaktionen
zwischen den Additiven im Schmierstoff
und den Oberflächen der Rollkörper
oder Lagerringe auslöst. Die dabei entstehenden
tribomechanischen Reaktionsschichten
stellen schmierfähige Produkte
dar, man spricht in diesem Fall von
»chemischer Schmierung«.
Die Schmierung wird nicht nur durch
solche Reaktionen der Additive unterstützt,
sondern auch durch Festschmierstoffe,
die dem Öl oder Fett beigegeben
sind, bei Fett auch durch den Verdicker.
In Sonderfällen ist es möglich, Wälzlager
nur mit Feststoff zu schmieren.
Zusätzliche Aufgaben des Schmierstoffs
im Wälzlager sind der Korrosionsschutz,
die Abfuhr von Wärme aus dem
Lager (Ölschmierung), das Ausspülen
von Verschleißteilchen und Verunreinigungen
aus dem Lager (Ölumlaufschmierung
mit Ölfilterung), die Unterstützung
der Dichtwirkung von Lagerdichtungen
(Fettkragen, Öl-Luft-Schmierung).
1.1.1 Unterschiedliche Schmierungszustände
im Wälzlager
Das Reibungs- und Verschleißverhalten
und die erreichbare Lebensdauer
des Wälzlagers hängen vom Schmierungszustand
ab. Im Wälzlager treten
hauptsächlich folgende Schmierungszustände
auf:
– Vollschmierung: Die Oberflächen der
relativ zueinander bewegten Flächen
sind ganz oder nahezu vollständig
durch einen Schmierfilm getrennt
(Bild 1a).
Es herrscht fast reine Flüssigkeitsreibung.
Dieser Schmierungszustand,
den man auch als Flüssigkeitsschmierung
bezeichnet, sollte für den Dauerbetrieb
stets angestrebt werden.
– Teilschmierung: Aufgrund zu geringer
Schmierfilmdicke kommt es in Teilbereichen
zu Festkörperkontakten
(Bild 1b). Es tritt Mischreibung auf.
– Grenzschmierung: Enthält der
Schmierstoff geeignete Zusätze (Additive),
so kommt es bei den hohen
Drücken und Temperaturen in den
Festkörperkontakten zu Reaktionen
zwischen den Zusätzen und den metallischen
Oberflächen. Hierbei bilden
sich schmierfähige Reaktionsprodukte,
die eine dünne Grenzschicht entstehen
lassen (Bild 1c).
Der Schmierstoff im Wälzlager
Aufgaben der Schmierung bei Wälzlagern
Vollschmierung, Teilschmierung und
Grenzschmierung treten sowohl bei Ölschmierung
als auch bei Fettschmierung
auf. Der Schmierungszustand bei Fettschmierung
wird hauptsächlich von der
Viskosität des Grundöls bestimmt. Zusätzlich
hat auch der Verdicker des Fettes
eine Schmierwirkung.
1: Unterschiedliche Schmierungszustände
a) Vollschmierung
Die Oberflächen werden durch einen
tragenden Ölfilm völlig getrennt
b) Teilschmierung
Sowohl der tragende Ölfilm als auch
der Grenzfilm sind von Bedeutung
c) Grenzschmierung
Das Verhalten hängt in erster Linie
von den Eigenschaften des Grenzfilms ab
Grenzfilm Schmierstoffschicht
3 FAG

Der Schmierstoff im Wälzlager
Aufgaben der Schmierung bei Wälzlagern
– Trockenschmierung: Festschmierstoffe
(z. B. Graphit und Molybdändisulfid),
die als dünne Schicht auf den Funktionsflächen
aufgebracht sind, können
den metallischen Kontakt verhindern.
Eine solche Schicht haftet allerdings
nur bei geringen Umfangsgeschwindigkeiten
und kleinen Drücken über
längere Zeit. Auch Festschmierstoffe
in Ölen oder Fetten verbessern die
Schmierung bei Festkörperkontakten.
FAG 4
1.1.2 Der Schmierfilm bei
Ölschmierung
Bei der Beurteilung des Schmierungszustands
wird von der Schmierfilmbildung
zwischen den lastübertragenden
Roll- und Gleitflächen ausgegangen. Der
Schmierfilm zwischen den Rollflächen
läßt sich mit Hilfe der Theorie der elastohydrodynamischen
Schmierung (EHD-
Schmierung) beschreiben. Die Schmier-
2: Elastohydrodynamischer Schmierfilm. Schmierfilmdicke für Punkt- und Linienberührung
Auslaufseite
h min
EHD-Druckverteilung
r 2
r 1
p 0
nach Hertz
2b
nach Hertz
Einlaufseite
Verformung
der Rolle
Schmierfilm
Verformung
der Laufbahn
Hertzsche Druckverteilung
Punktberührung nach Hamrock und Dowson
h min = 3,63 · U 0,68 · G 0,49 · W –0,073 · (1 – e –0,68 · k ) · R r [m]
Q
v 2
v 1
Linienberührung nach Dowson
h min = 2,65 · U 0,7 · G 0,54 · W' –0,13 · R r [m]
mit U = � 0 · v/(E' · R r)
G = � · E'
W = Q/(E' · R r 2 ) für Punktberührung
W' = Q/(E' · R r · L) für Linienberührung
verhältnisse im Gleitkontakt, beispielsweise
zwischen Rollenstirn und Bord von
Kegelrollenlagern, werden dagegen durch
die Theorie der hydrodynamischen
Schmierung ausreichend wiedergegeben,
denn in den Gleitkontakten treten kleinere
Drücke auf als in den Rollkontakten.
Die minimale Schmierfilmdicke h min
für EHD-Schmierung errechnet sich
nach den in Bild 2 angegebenen Gleichungen
für Punktberührung und für
Darin sind
h min [m] Kleinste Schmierfilmdicke im Rollkontakt
U Geschwindigkeitsparameter
G Werkstoffparameter
W Belastungsparameter bei Punktberührung
W' Belastungsparameter bei Linienberührung
e e = 2,71828..., Basis der natürlichen
Logarithmen
k k = a/b, Verhältnis der Halbachsen der
Druckflächen
� [m 2 /N] Druck-Viskositäts-Koeffizient
� 0 [Pa · s] Dynamische Viskosität
v [m/s] v = (v 1 + v 2)/2, mittlere Rollsummengeschwindigkeit
v 1 = Rollkörpergeschwindigkeit
v 2 = Geschwindigkeit am Innen- bzw.
Außenkontakt
E' [N/m 2 ] E' = E/[1 – (1/m) 2 ], effektiver
Elastizitätsmodul
E = Elastizitätsmodul = 2,08 · 10 11 [N/m 2 ]
für Stahl
1/m = Poissonsche Konstante = 0,3
für Stahl
R r [m] Reduzierter Krümmungsradius
R r = r 1 · r 2/(r 1 + r 2) bei Innenkontakt
R r = r 1 · r 2/(r 1 – r 2) bei Außenkontakt
r 1 = Radius des Rollkörpers [m]
r 2 = Radius der Innen- bzw.
Außenringlaufbahn [m]
Q [N] Rollkörperbelastung
L [m] Spaltlänge bzw. effektive Rollenlänge

Linienberührung. Bei Punktberührung
ist das seitliche Abfließen des Öles aus
dem Spalt berücksichtigt. Die Gleichung
zeigt den großen Einfluß der Rollgeschwindigkeit
v, der dynamischen Viskosität
� 0 und des Druck-Viskositäts-Koeffizienten
� auf h min. Von geringem Einfluß
ist die Belastung Q. Das liegt daran,
daß mit zunehmender Belastung die Viskosität
steigt und sich die Berührungsflächen
aufgrund elastischer Verformungen
vergrößern.
Anhand der errechneten Schmierfilmdicke
kann man prüfen, ob sich unter
den gegebenen Bedingungen ein ausreichend
starker Schmierfilm ausbildet. Im
allgemeinen sollte die minimale Dicke
des Schmierfilms ein Zehntel bis einige
Zehntel Mikrometer betragen. Unter
günstigen Umständen werden mehrere
Mikrometer erreicht.
Die Viskosität des Schmieröls ändert
sich mit dem Druck im Wälzkontakt.
Es gilt
� = � 0 · e �p
� dynamische Viskosität bei Druck p
[Pa s]
� 0 dynamische Viskosität bei
Normaldruck [Pa s]
e (= 2,71828) Basis der natürlichen
Logarithmen
� Druck-Viskositäts-Koeffizient
[m 2 /N]
p Druck [N/m 2 ]
Die Abhängigkeit vom Druck ist bei
der Berechnung des Schmierzustands
gemäß der EHD-Theorie für Schmierstoffe
auf Mineralölbasis berücksichtigt.
Das Druck-Viskositätsverhalten einiger
Schmierstoffe zeigt das Diagramm,
Bild 3. Der Bereich a-b für Mineralöle ist
die Basis für das a 23-Diagramm, Bild 7
(Seite 7). Auch Mineralöle mit EP-Zusätzen
zeigen �-Werte in diesem Bereich.
Der Schmierstoff im Wälzlager
Aufgaben der Schmierung bei Wälzlagern
Bei erheblichem Einfluß des Druck-
Viskositäts-Koeffizienten auf das Viskositätsverhältnis,
z. B. bei Diester, Fluorkohlenwasserstoff
oder Silikonöl, sind für
das Viskositätsverhältnis � die Korrekturfaktoren
B 1 und B 2 zu berücksichtigen.
Es gilt
� B1,2 = � · B 1 · B 2
� Viskositätsverhältnis bei Mineralöl
(siehe Abschnitt 1.1.3)
B 1 Korrekturfaktor für Druck-Viskositätsverhalten
= � Syntheseöl/� Mineralöl
(Werte für � siehe Bild 3)
B 2 Korrekturfaktor für unterschiedliche
Dichte
= � Syntheseöl/� Mineralöl
Das Diagramm, Bild 4, zeigt den Verlauf
der Dichte � über der Temperatur für
Mineralöle. Der Verlauf für ein Syntheseöl
kann abgeschätzt werden, wenn die
Dichte � bei 15 °C bekannt ist.
3: Druck-Viskositäts-Koeffizient � als Funktion der kinematischen Viskosität �, gültig für Druckbereich 0 bis 2000 bar
4: Abhängigkeit der Dichte � der Mineralöle von der Temperatur t
a–b Mineralöle h Fluorkohlenwasserstoff
e Diester i Polyglykol
g Triarylphosphatester k, l Silikone
Druck-Viskositäts-Koeffizient α · 10 8
m 2 /N
4,0
3,0
2,0
e
g
h
a
b
l
k i
1,0
1 2 3 4 6 8 10 20 30 40 60 100 mm 2 /s
Kinematische Viskosität ν
3 4
300
Dichte ρ
1,00
0,98
g/cm 3
0,94
0,92
0,90
0,88
0,86
0,84
0,82
0,80
0,78
0,76
0,98 g/cm 3 bei 15 ˚C
0,96
0,94
0,92
0,90
0,88
0,86
0,84
0,74
0 15 50 ˚C 100
Temperatur t
5 FAG

Der Schmierstoff im Wälzlager
Aufgaben der Schmierung bei Wälzlagern
1.1.3 Einfluß des Schmierfilms und der
Sauberkeit auf die erreichbare
Lagerlebensdauer
Seit den 60er Jahren erkannte man
aus Versuchen und Praxis immer deutlicher,
daß bei einem trennenden Schmierfilm
ohne Verunreinigungen in den Kontakten
Rollkörper/Laufbahn die Lebensdauer
eines mäßig belasteten Lagers wesentlich
länger ist als die nach der klassischen
Lebensdauergleichung L = (C/P) p
ermittelte. 1981 wies FAG als erster
Lagerhersteller die Dauerfestigkeit der
Wälzlager nach. Aus diesen Erkenntnissen,
internationalen Normempfehlungen
und praktischen Erfahrungen
wurde ein verfeinertes Verfahren zur Berechnung
der erreichbaren Lebensdauer
entwickelt.
Bedingungen für die Dauerfestigkeit
sind:
FAG 6
– vollständige Trennung der Rollkontakte
durch den Schmierfilm
(� ≥ 4)
– höchste Sauberkeit im Schmierspalt
entsprechend V = 0,3
– Belastungskennzahl fs* ≥ 8.
fs* = C0/P0* C0 statische Tragzahl [kN]
siehe FAG-Katalog
P0* äquivalente Lagerbelastung [kN],
ermittelt aus
P0* = X0 · Fr + Y0 · Fa [kN]
wobei X0 und Y0 Faktoren aus
FAG-Katalog und
Fr dynamische Radialkraft [kN]
dynamische Axialkraft [kN]
F a
Erreichbare Lebensdauer nach FAG
L na = a 1 · a 23 · L [10 6 Umdrehungen]
oder
L hna = a 1 · a 23 · L h [h]
Der Faktor a 1 ist 1 für die übliche
Ausfallwahrscheinlichkeit von 10 %.
Der Faktor a 23 (Produkt aus Basiswert
a 23II und Sauberkeitsfaktor s, siehe unten)
erfaßt die Einflüsse von Werkstoff und
Betriebsbedingungen, also auch die der
Schmierung und der Sauberkeit im Schmierspalt,
auf die erreichbare Lebensdauer.
Der nominellen Lebensdauer L (DIN
ISO 281) liegt das Viskositätsverhältnis
� = 1 zugrunde.
Das Viskositätsverhältnis � = �/� 1
wird als Maß für die Schmierfilmbildung
zur Bestimmung des Basiswerts a 23II (Diagramm,
Bild 7) verwendet.
Darin sind � die Viskosität des
Schmieröls oder des Grundöls des verwendeten
Fettes bei Betriebstemperatur
(Diagramm, Bild 5) und � 1 eine von der
Lagergröße (mittlerer Durchmesser d m)
und der Drehzahl n abhängige Bezugsviskosität
(Diagramm, Bild 6).
5: Viskositäts-Temperatur-Diagramm für Mineralöle
6: Bezugsviskosität � 1 in Abhängigkeit von Lagergröße und Drehzahl; D = Lageraußendurchmesser, d = Bohrungsdurchmesser
Betriebstemperatur t [°C]
120
110
100
90
80
70
60
50
40
30
20
10
15
46
32
22
100
68
320
220
mm2 s
5 6
460
1500
1000
10 4 6 8 10 20 30 40 60 100 200 300
150
Betriebsviskosität ν [mm 2/s]
Viskosität [mm 2/s]
bei 40 °C
680
Bezugsviskosität ν1
1000
500
200
100
50
20
10
5
50000
100000
2000
5000
10000
20000
1000
500
200
100
3 10 20 50 100 200 500 1000
Mittl. Lagerdurchmesser d m =
50
n [ min -1 ]
20
D+d
2 mm
10
5
2

Aus der Gleichung für die erreichbare
Lebensdauer L na und aus dem Diagramm,
Bild 7, geht hervor, wie sich eine von der
Bezugsviskosität abweichende Betriebsviskosität
auf die erreichbare Lebensdauer
auswirkt. Bei einem Viskositätsverhältnis
� > 2 bis 4 bildet sich zwischen den Kontaktflächen
ein voll tragender Schmierfilm
aus. Je weiter � unter diesen Werten
liegt, desto größer ist der Mischreibungsanteil
und desto wichtiger die
Schmierstoffadditivierung.
Die Betriebsviskosität � des verwendeten
Öles oder des Grundöls des verwendeten
Fettes, also dessen kinematische
Viskosität bei Betriebstemperatur,
ist in den Datenblättern der Öl- bzw.
Fetthersteller angegeben. Wenn die Vis-
7: Basiswert a 23II zur Ermittlung des Faktors a 23
Bereich
I Übergang zur Dauerfestigkeit
Voraussetzung: Höchste Sauberkeit im Schmierspalt
und nicht zu hohe Belastung, geeigneter Schmierstoff
II Normale Sauberkeit im Schmierspalt
(bei wirksamen, in Wälzlagern geprüften Additiven
sind auch bei � < 0,4 a 23-Werte > 1 möglich)
III Ungünstige Schmierbedingungen
Verunreinigungen im Schmierstoff
Ungeeignete Schmierstoffe
Grenzen der Laufzeitberechnung
Auch mit der erweiterten Lebensdauerberechnung wird als
Ausfallursache lediglich die Werkstoffermüdung berücksichtigt.
Der tatsächlichen Gebrauchsdauer des Lagers
kann die ermittelte "erreichbare Lebensdauer" nur dann
entsprechen, wenn die Schmierstoffgebrauchsdauer oder
die durch Verschleiß begrenzte Gebrauchsdauer nicht kürzer
ist als die Ermüdungslaufzeit.
kosität nur bei 40 °C bekannt ist, kann
für Mineralöle mit durchschnittlichem
Viskositäts-Temperatur-Verhalten die
Viskosität bei Betriebstemperatur aus
dem Diagramm, Bild 5, ermittelt werden.
Die Betriebstemperatur zur Ermittlung
von � hängt von der erzeugten
Reibungswärme ab, vgl. Abschnitt 1.2.
Liegen keine Temperaturmeßwerte vergleichbarer
Einbaustellen vor, kann man
die Betriebstemperatur mittels einer Wärmebilanzrechnung
abschätzen, siehe
Abschnitt 1.3.
Als Betriebstemperatur ist durch Messen
nur die Temperatur des nicht rotierenden
Ringes und nicht die wirkliche
Temperatur der Oberflächen des beanspruchten
Kontaktbereichs bekannt. Bei
a 23II
20
10
5
2
1
0,5
0,2
K=0
K=1
K=2
K=3
K=4
K=5
K=6
Der Schmierstoff im Wälzlager
Aufgaben der Schmierung bei Wälzlagern
kinematisch günstigen Lagern (Kugellager,
Zylinderrollenlager) kann man die
Viskosität näherungsweise mit der Temperatur
des nicht rotierenden Ringes bestimmen.
Bei Fremderwärmung wird die
Viskosität mit dem Mittelwert der Temperaturen
der Lagerringe bestimmt.
Bei hochbelasteten Lagern und bei
Lagern mit größeren Gleitanteilen (z. B.
bei vollrolligen Zylinderrollenlagern,
Pendelrollenlagern und axial belasteten
Zylinderrollenlagern) ist die Temperatur
im Kontaktbereich bis 20 K höher als die
meßbare Betriebstemperatur. Das läßt
sich in etwa ausgleichen, indem man nur
den halben Wert � der aus dem Diagramm
abgelesenen Betriebsviskosität in
die Formel � = �/� 1 einsetzt.
II III
0,1 0,05 0,1 0,2 0,5 1 2 5 10
ν
κ =
ν1
I
7 FAG

Der Schmierstoff im Wälzlager
Aufgaben der Schmierung bei Wälzlagern
Zur Ermittlung des Basiswerts a 23II
im Diagramm, Bild 7, benötigt man die
Bestimmungsgröße K = K 1 + K 2.
Den Wert K 1 kann man dem Diagramm,
Bild 8, in Abhängigkeit von der
Lagerbauart und der Belastungskennzahl
f s* entnehmen.
K 2 hängt ab vom Viskositätsverhältnis
� und von der Kennzahl f s*. Die Werte
des Diagramms, Bild 9, gelten für nicht
additivierte Schmierstoffe und für
Schmierstoffe mit Additiven, deren be-
FAG 8
sondere Wirksamkeit in Wälzlagern nicht
geprüft wurde.
Bei K = 0 bis 6 liegt a23II auf einer der
Kurven im Bereich II des Diagramms,
Bild 7.
Bei K > 6 kann nur ein Faktor a23 im
Bereich III erwartet werden. Man sollte
in diesem Fall durch eine Verbesserung
der Verhältnisse einen kleineren Wert K
und damit den definierten Bereich II anstreben.
Anmerkung zu Additiven:
Sind die Oberflächen nicht vollständig
durch einen Schmierfilm getrennt, sollten
die Schmierstoffe zusätzlich zu Wirkstoffen
für die Erhöhung des Korrosionsschutzes
und der Alterungsbeständigkeit
auch geeignete Additive zur Verschleißminderung
und zur Erhöhung der Belastbarkeit
enthalten. Dies gilt insbesondere
bei � ≤ 0,4, weil dann der Verschleiß
dominiert.
8: Bestimmungsgröße K 1 in Abhängigkeit von der Kennzahl f s* und der Lagerbauart
9: Bestimmungsgröße K 2 in Abhängigkeit von der Kennzahl f s* für nicht additivierte Schmierstoffe und für Schmierstoffe mit
Additiven, deren Wirksamkeit in Wälzlagern nicht geprüft wurde
8
9
K 1
K 2
4
3
2
1
d
c
b
0
a
0 2 4 6 8 10 12
1)
2)
3)
7
6
5
4
3
2
1
0
κ=4
f s*
κ=2
κ=0,4**
κ=0,7
κ=1
κ=0,35**
κ=0,3**
κ=0,25**
κ=0,2**
0 2 4 6 8 10 12
f s*
a
b
Kugellager
Kegelrollenlager
Zylinderrollenlager
Pendelrollenlager
Axial-Pendelrollenlager 3)
c
1), 3)
Axial-Zylinderrollenlager
d vollrollige Zylinderrollenlager
Nur in Verbindung mit Feinfilterung des Schmierstoffs entsprechend V < 1 erreichbar, sonst K 1 ≥ 6 annehmen.
Beachte bei der Bestimmung von ν: Die Reibung ist mindestens doppelt so hoch wie bei Lagern mit Käfigen.
Das führt zu höherer Lagertemperatur.
Mindestbelastung beachten.
K 2 wird gleich 0 bei
Schmierstoffen mit Additiven,
für die ein entsprechender
positiver Nachweis vorliegt.
** Bei κ ≤ 0,4 dominiert der
Verschleiß im Lager, wenn
er nicht durch geeignete
Additive unterbunden wird.
1), 2)

Die Additive in den Schmierstoffen
reagieren mit den metallischen Oberflächen
des Lagers und bilden trennende
Reaktionsschichten, die bei voller Wirksamkeit
als Ersatz für die fehlende Ölfilmtrennung
dienen. Generell sollte
jedoch zunächst eine Trennung durch
einen ausreichend tragenden Ölfilm angestrebt
werden.
Sauberkeitsfaktor s
Der Sauberkeitsfaktor s quantifiziert
den Einfluß der Verschmutzung auf die
Lebensdauer. Zur Ermittlung von s benötigt
man die Verunreinigungskenngröße
V.
Für "normale Sauberkeit" (V = 1) gilt
immer s = 1, d. h. a 23II = a 23.
Bei "erhöhter Sauberkeit" (V = 0,5)
und "höchster Sauberkeit" (V = 0,3)
Der Schmierstoff im Wälzlager
Aufgaben der Schmierung bei Wälzlagern
erhält man, ausgehend vom f s*-Wert und
in Abhängigkeit vom Viskositätsverhältnis
�, über das rechte Feld (a) des Diagramms,
Bild 10, einen Sauberkeitsfaktor
s ≥ 1.
Bei � ≤ 0,4 gilt s = 1.
Bei V = 2 (mäßig verunreinigter
Schmierstoff) und V = 3 (stark verunreinigter
Schmierstoff) ergibt sich s aus dem
Bereich b des Diagramms, Bild 10.
10: Diagramm zum Bestimmen des Sauberkeitsfaktors s
a Diagramm für erhöhte (V = 0,5) bis höchste (V = 0,3) Sauberkeit
b Diagramm für mäßig verunreinigten Schmierstoff (V = 2) und stark verunreinigten Schmierstoff (V = 3)
κ=4
κ=3,5
κ=2,5
κ=3
κ=1,5
κ=2
κ=1
κ=0,9
κ=0,8
κ=0,7
κ=0,6
κ=0,5
2,5 3 4 5 6 7 8 9 10 12 14 16 18 20 1 2 3 5 10 15 20 30
Belastungskennzahl fs* a
Sauberkeitsfaktor s
V = 1
V = 2
V = 3
1
0,7
0,5
0,3
0,2
0,1
Sauberkeitsfaktor s
0,05
0,03
b
V = 1
V = 0,5 V = 0,3
Ein Sauberkeitsfaktor s > 1 ist für vollrollige Lager
nur erreichbar, wenn durch hochviskosen
Schmierstoff und äußerste Sauberkeit (Ölreinheit
nach ISO 4406 mindestens 11/7) Verschleiß in den
Kontakten Rolle/Rolle ausgeschlossen ist.
9 FAG

Der Schmierstoff im Wälzlager
Aufgaben der Schmierung bei Wälzlagern
Verunreinigungskenngröße V
Die Verunreinigungskenngröße V
hängt ab vom Lagerquerschnitt, von der
Berührungsart im Rollkontakt und von
der Ölreinheitsklasse, Tabelle, Bild 11.
Werden im höchstbeanspruchten Kontaktbereich
eines Wälzlagers harte Partikel
ab einer bestimmten Größe überrollt,
führen Eindrücke in den Rollkontaktflächen
zu vorzeitiger Werkstoffermüdung.
Je kleiner die Kontaktfläche, desto
schädlicher ist die Wirkung einer bestimmten
Partikelgröße. Kleine Lager reagieren
also bei gleichem Verschmutzungsgrad
empfindlicher als große und Lager
mit Punktberührung (Kugellager) empfindlicher
als solche mit Linienberührung
(Rollenlager).
Die erforderliche Ölreinheitsklasse
nach ISO 4406 (Bild 12) ist eine objektiv
meßbare Größe für den Grad der Verschmutzung
eines Schmierstoffs. Zu ihrer
Bestimmung benutzt man die genormte
Partikel-Zählmethode.
Dabei wird die Anzahl aller Partikel
> 5 µm und die aller Partikel > 15 µm
einer bestimmten ISO-Ölreinheitsklasse
zugeordnet. So bedeutet eine Ölreinheit
15/12 nach ISO 4406, daß je 100 ml
Flüssigkeit zwischen 16000 und 32000
Partikel > 5 µm und zwischen 2000 und
4000 Partikel > 15 µm vorhanden sind.
Der Unterschied von einer Klasse zur
nächsten besteht in einer Verdoppelung
bzw. Halbierung der Partikelzahl.
Insbesondere Partikel mit einer Härte
> 50 HRC wirken sich lebensdauermindernd
im Wälzlager aus. Dies sind Teilchen
aus gehärtetem Stahl, Sand und
Schleifmittelrückstände. Vor allem letztere
sind extrem schädlich, vgl. Bild 65.
Liegt – wie in vielen Anwendungsfällen
– der überwiegende Anteil der vorhandenen
Fremdstoffe im lebensdauermindernden
Härtebereich, kann die mit
einem Partikelzähler ermittelte Reinheitsklasse
direkt mit den Werten der Tabelle,
Bild 11, verglichen werden. Stellt sich
jedoch bei der Untersuchung des Filterrückstands
nach der Partikelzählung heraus,
daß es sich z.B. nahezu ausschließlich
um mineralische Verschmutzung wie besonders
lebensdauermindernden Formsand
oder Schleifkörner handelt, sind die
FAG 10
Meßwerte um eine bis zwei Reinheitsklassen
zu erhöhen, bevor die Verunreinigungskenngröße
V ermittelt wird. Umgekehrt
sollte, wenn vorwiegend weiche
Teilchen wie Holz, Fasern oder Farbe im
Schmierstoff nachgewiesen werden, der
Meßwert des Partikelzählers entsprechend
verringert werden.
Um die geforderte Ölreinheit zu erzielen,
sollte eine bestimmte Filterrückhalterate
� x vorhanden sein (vgl. Abschnitt
5.1.3). Bei Verwendung eines solchen
Filters kann jedoch nicht automatisch
auf eine Ölreinheitsklasse geschlossen
werden.
Abstufung der Verunreinigungskenngröße
Normale Sauberkeit (V = 1) wird für
häufig vorkommende Bedingungen angenommen:
– gute, auf die Umgebung abgestimmte
Abdichtung
– Sauberkeit bei der Montage
– Ölreinheit entsprechend V = 1
– Einhalten der empfohlenen Ölwechselfristen
Höchste Sauberkeit (V = 0,3) liegt in
der Praxis vor bei
– Lagern, die von FAG gefettet und mit
Dicht- oder Deckscheiben gegen
Staub abgedichtet sind. Bei dauerfester
Auslegung begrenzt meist die Schmierstoffgebrauchsdauer
die Lebensdauer.
– Fettschmierung durch den Anwender.
Er achtet darauf, daß die im Lieferzustand
gegebene Sauberkeit während
der gesamten Betriebszeit erhalten
bleibt, indem er die Lager unter Einhaltung
höchster Sauberkeit in saubere
Gehäuse einbaut, mit sauberem Fett
schmiert und Vorkehrungen trifft, daß
im Betrieb kein Schmutz ins Lager gelangen
kann (geeignete FAG Wälzlagerfette
Arcanol vgl. Seite 57).
– Lagern mit Ölumlaufschmierung,
wenn vor Inbetriebnahme der sauber
montierten Lager das Ölumlaufsystem
gespült wird (neues Öl über Feinstfilter
einfüllen) und Ölreinheitsklassen
entsprechend V = 0,3 während der gesamten
Betriebszeit gewährleistet sind.
Stark verunreinigter Schmierstoff
(V = 3) sollte durch Verbesserung der
Bedingungen vermieden werden.
Mögliche Gründe für starke Verunreinigungen:
– Das Gußgehäuse ist nicht oder
schlecht gereinigt (Rückstände von
Formsand, Partikel aus dem Bearbeitungsprozeß).
– Abrieb verschleißender Bauteile gelangt
in den Ölkreislauf der Maschine.
– Von außen dringen wegen unzureichender
Abdichtung Fremdpartikel in
das Lager ein.
– Eingetretenes Wasser, auch Kondenswasser,
verursacht Stillstandskorrosion
oder verschlechtert die Schmierstoffeigenschaften.
Die Zwischengrößen V = 0,5 (erhöhte
Sauberkeit) und V = 2 (mäßig verunreinigter
Schmierstoff) soll der Anwender
nur benutzen, wenn er genügend Erfahrung
hat, um die Sauberkeit genau beurteilen
zu können.
Zusätzlich erzeugen Partikel Verschleiß.
FAG hat die Wärmebehandlung
der Lagerteile so aufeinander abgestimmt,
daß Lager mit geringen Gleitreibungsanteilen
(z. B. Radial-Kugellager und -Zylinderrollenlager)
bei V = 0,3 auch über
sehr lange Zeiträume kaum Verschleiß
aufweisen.
Axial-Zylinderrollenlager, vollrollige
Zylinderrollenlager und andere Lager mit
hohen Gleitanteilen reagieren stärker auf
kleine, harte Verunreinigungen. Hier
kann Schmierstoff-Feinstfilterung kritischen
Verschleiß verhindern.

11: Orientierungswerte für die Verunreinigungskenngröße V
Der Schmierstoff im Wälzlager
Aufgaben der Schmierung bei Wälzlagern
(D-d)/2 V Punktberührung Linienberührung
erforderliche Richtwerte für erforderliche Richtwerte für
Ölreinheits- Filterrück- Ölreinheits- Filterrückklasse
halterate klasse halterate
nach ISO 4406 1 ) nach ISO 4572 nach ISO 4406 1 ) nach ISO 4572
mm
0,3 11/8 � 3 ≥ 200 12/9 � 3 ≥ 200
0,5 12/9 � 3 ≥ 200 13/10 � 3 ≥ 75
≤ 12,5 1 14/11 � 6 ≥ 75 15/12 � 6 ≥ 75
2 15/12 � 6 ≥ 75 16/13 � 12 ≥ 75
3 16/13 � 12 ≥ 75 17/14 � 25 ≥ 75
0,3 12/9 � 3 ≥ 200 13/10 � 3 ≥ 75
0,5 13/10 � 3 ≥ 75 14/11 � 6 ≥ 75
> 12,5 ... 20 1 15/12 � 6 ≥ 75 16/13 � 12 ≥ 75
2 16/13 � 12 ≥ 75 17/14 � 25 ≥ 75
3 18/14 � 25 ≥ 75 19/15 � 25 ≥ 75
0,3 13/10 � 3 ≥ 75 14/11 � 6 ≥ 75
0,5 14/11 � 6 ≥ 75 15/12 � 6 ≥ 75
> 20 ... 35 1 16/13 � 12 ≥ 75 17/14 � 12 ≥ 75
2 17/14 � 25 ≥ 75 18/15 � 25 ≥ 75
3 19/15 � 25 ≥ 75 20/16 � 25 ≥ 75
0,3 14/11 � 6 ≥ 75 14/11 � 6 ≥ 75
0,5 15/12 � 6 ≥ 75 15/12 � 12 ≥ 75
> 35 1 17/14 � 12 ≥ 75 18/14 � 25 ≥ 75
2 18/15 � 25 ≥ 75 19/16 � 25 ≥ 75
3 20/16 � 25 ≥ 75 21/17 � 25 ≥ 75
Die Ölreinheitsklasse als Maß für die Wahrscheinlichkeit der Überrollung lebensdauermindernder Partikel im Lager kann anhand von Proben z. B.
durch Filterhersteller und Institute bestimmt werden. Auf geeignete Probenahme (siehe z. B. DIN 51 750) ist zu achten. Auch Online-Meßgeräte stehen
zur Verfügung. Die Reinheitsklassen werden erreicht, wenn die gesamte umlaufende Ölmenge das Filter in wenigen Minuten einmal durchläuft.
Vor Inbetriebnahme der Lagerung ist zur Sicherung guter Sauberkeit ein Spülvorgang erforderlich.
Eine Filterrückhalterate � 3 ≥ 200 (ISO 4572) bedeutet z. B., daß im sog. Multi-Pass-Test von 200 Partikeln ≥ 3 µm nur ein einziges das Filter passiert.
Gröbere Filter als � 25 ≥ 75 sollen wegen nachteiliger Folgen auch für die übrigen im Ölkreislauf liegenden Aggregate nicht verwendet werden.
1 ) Es sind Partikel zu berücksichtigen, die eine Härte > 50 HRC aufweisen.
12: Ölreinheitsklassen nach ISO 4406 (Auszug)
Anzahl der Partikel pro 100 ml Code
Über 5 µm Über 15 µm
Mehr als Bis zu Mehr als Bis zu
500000 1000000 64000 130000 20/17
250000 500000 32000 64000 19/16
130000 250000 16000 32000 18/15
64000 130000 8000 16000 17/14
32000 64000 4000 8000 16/13
16000 32000 2000 4000 15/12
8000 16000 1000 2000 14/11
4000 8000 500 1000 13/10
2000 4000 250 500 12/9
1000 2000 130 250 11/8
1000 2000 64 130 11/7
500 1000 32 64 10/6
250 500 32 64 9/6
11 FAG

Der Schmierstoff im Wälzlager
Aufgaben der Schmierung bei Wälzlagern
1.1.4 Der Schmierfilm bei Fettschmierung
Bei Schmierfetten erfolgt die Lagerschmierung
hauptsächlich durch das
Grundöl, das der Verdicker mit der Zeit
in kleinen Mengen absondert. Die Gesetzmäßigkeiten
der EHD-Theorie gelten
grundsätzlich auch für Fettschmierung.
Bei der Ermittlung des Viskositätsverhältnisses
� = �/� 1 setzt man die Betriebsviskosität
des Grundöls ein. Vor
allem bei niedrigen �-Werten tragen der
Verdicker und die Zusätze zur wirksamen
Schmierung bei.
Ist die gute Eignung des Fettes für den
vorliegenden Anwendungsfall bekannt –
z. B. bei den FAG Wälzlagerfetten Arcanol
(siehe Seite 57) – und sind gute Sauberkeit
sowie ausreichende Nachschmierung
gegeben, können die gleichen K 2-
Werte angesetzt werden wie für geeignet
additivierte Öle. Liegen diese Bedingungen
nicht vor, sollte man sicherheitshalber
bei der Bestimmung des a 23II-Wertes
die untere Grenze des Bereichs II wählen.
Dies gilt besonders bei nicht eingehaltener
Schmierfrist. Die richtige Fettauswahl
ist sehr wichtig bei Lagern mit höheren
Gleitanteilen und bei großen sowie hoch
beanspruchten Lagern. Bei hoher Belastung
sind die Schmierfähigkeit des Verdickers
und die Additivierung von besonderer
Bedeutung.
Bei der Fettschmierung nimmt nur
sehr wenig Schmierstoff aktiv am
Schmiervorgang teil. Fett üblicher Konsistenz
wird zum größten Teil aus dem
Lager verdrängt und lagert sich seitlich ab
oder verläßt die Lagerung über die Dichtung.
Das Fett, das auf den Laufflächen
und seitlich im oder am Lager bleibt, gibt
kontinuierlich die erforderliche geringe
Menge Öl zur Schmierung der Funktionsflächen
ab. Die so zwischen den
Rollkontaktflächen wirksame Schmierstoffmenge
reicht bei mäßiger Beanspruchung
über längere Zeit für die Schmierung
aus.
FAG 12
Die Ölabgabe hängt ab von der Fettsorte,
von der Grundölviskosität, von der
Größe der ölabgebenden Fläche, von der
Temperatur und von der mechanischen
Beanspruchung des Fettes.
Erkennbar wird die Wirkung des Fettverdickers
bei Messung der Filmdicke,
abhängig von der Laufzeit. Beim Start des
Lagers stellt sich, abhängig vom Verdickertyp,
eine Filmdicke im Kontaktbereich
ein, die deutlich über der des Basisöls
liegt. Fettveränderung und Fettverdrängung
bewirken rasch eine Abnahme
der Filmdicke, Bild 13.
Trotz eventuell verringerter Filmdicke
ist für die Dauer der Schmierfrist die
Schmierwirkung ausreichend. Verdicker
und Wirkstoffe im Fett unterstützen entscheidend
die Schmierung, so daß keine
Lebensdauerminderung zu erwarten ist.
Günstig für das Erreichen langer Schmierfristen
ist es, wenn das Fett gerade so viel
Öl abgibt, wie zur Schmierung des Lagers
erforderlich ist. So bleibt die Ölabgabe
über eine lange Zeit bestehen. Fette mit
hochviskosem Grundöl haben eine reduzierte
Ölabgaberate. Mit ihnen läßt
sich deshalb nur bei hohem Füllungsgrad
von Lager und Gehäuse oder bei kurzfristiger
Nachschmierung ein guter
Schmierungszustand erreichen.
Die Schmierwirkung des Verdickers
zeigt sich vorzugsweise beim Betrieb von
Wälzlagern im Mischreibungsbereich.
13: Verhältnis Fettfilmdicke zu Grundölfilmdicke in Abhängigkeit von der
Laufzeit
Fettfilmdicke
Grundölfilmdicke
2,0
1,0
0
0 10 20 30 40 50 min 120
t

1.1.5 Schmierstoffschichten bei
Trockenschmierung
Die Wirkungsweise der Trockenschmierung
beruht zunächst auf dem
Ausgleich von Oberflächenrauheiten, wodurch
die wirksame Rauhtiefe der Oberflächen
verringert wird. Während des
Gleit- und Rollvorgangs wird je nach Belastung
und Werkstoffart der Festschmierstoff
in die Metalloberfläche eingearbeitet
oder es werden chemische
Reaktionen mit der Oberfläche angeregt.
Bei Festschmierstoffen mit Schichtgitterstruktur
richten sich die Feststofflamellen
unter Druck durch Gleitbewegung
zur Oberfläche aus. Der Gleit-
vorgang spielt sich daher entfernt von der
metallischen Oberfläche ab, Bild 14. Die
kompressible Festschmierstoffschicht verteilt
den Druck gleichmäßig auf eine
größere Fläche. Festschmierstoffe ohne
Schichtgitterstruktur sind Phosphate,
Oxide, Hydroxide und Sulfide. Auch
Weichmetallschichten zählen zu den Festschmierstoffen.
Aufgrund ihrer geringen
Scherfestigkeit zeigen sie ein meist günstiges
Reibungsverhalten. Mit Trockenschmierung
werden allgemein deutlich
niedrigere Laufzeiten als mit Öl- oder
Fettschmierung erreicht. Roll- und Gleitvorgänge
beanspruchen die Festschmierstoffschicht
und tragen sie ab.
In Anwesenheit von Öl oder Fett re-
14: Wirkungsweise von Festschmierstoffen mit Schichtgitterstruktur,
beispielsweise von MoS 2
Gleit- und
Adhäsionsebenen
Grundwerkstoff
Grundwerkstoff
Grundwerkstoff
Grundwerkstoff
Mo
Mo
Mo
S
S
S
S
Gleitebenen
Der Schmierstoff im Wälzlager
Aufgaben der Schmierung bei Wälzlagern
duziert sich die Gebrauchsdauer von Festschmierstoffschichten
je nach Vorbehandlung
der Flächen und Art des Festschmierstoffs.
Lackoberflächen werden
eventuell aufgeweicht und verändert, die
Reibung zwischen den Lackoberflächen
steigt an. Viele Schmierstoffe werden mit
Zusatz von Festschmierstoff, vorrangig
MoS 2, angeboten. Üblich sind Zusätze
von 0,5 bis 3 Gewichtsprozenten MoS 2 in
kolloidaler Form bei Ölen und 1 bis
10 Gewichtsprozenten bei Fetten. Bei
hochviskosen Ölen ist eine höhere Konzentration
vom Molybdändisulfid nötig,
um die Schmierung merklich zu verbessern.
Die aus Teilchen

Der Schmierstoff im Wälzlager
Berechnung des Reibungsmoments
1.2 Berechnung des Reibungsmoments
Das Reibungsmoment M eines Wälzlagers,
also die Summe von Roll-, Gleitund
Schmierstoffreibung, ist der Widerstand,
den das Lager seiner Bewegung
entgegensetzt. Die Größe von M hängt
ab von der Belastung, der Drehzahl und
der Schmierstoffviskosität (Bild 15). Man
unterscheidet einen lastunabhängigen
Anteil M 0 und einen lastabhängigen Anteil
M 1 des Reibungsmoments. Das
schwarze Dreieck links von der strichpunktierten
Linie zeigt, daß bei niedriger
Drehzahl und hoher Belastung ein beträchtlicher
Mischreibungsanteil R M zu
M 0 und M 1 hinzukommen kann, weil in
diesem Bereich die Rollkontaktflächen
noch nicht durch einen tragenden
Schmierfilm getrennt sind. Der Bereich
rechts von der strichpunktierten Linie
zeigt, daß bei einem tragenden Schmierfilm,
der sich unter normalen Betriebsbedingungen
einstellt, das gesamte Reibungsmoment
nur aus M 0 und M 1 besteht.
M = M 0 + M 1 [N mm]
M [N mm] gesamtes Reibungsmoment
des Lagers
M 0 [N mm] lastunabhängiger Anteil
des Reibungsmoments
M 1 [N mm] lastabhängiger Anteil des
Reibungsmoments
Mischreibung kann in der Laufbahn,
an den Borden und am Käfig auftreten;
sie kann bei ungünstigen Betriebsbedingungen
sehr groß werden, ist aber schwer
quantifizierbar.
Bei Radial-Kugellagern und rein radial
belasteten Zylinderrollenlagern mit Käfig
ist der Mischreibungsanteil nach Bild 15
unbedeutend klein. Das Reibungsmoment
axial belasteter Zylinderrollenlager
ermittelt man mit den am Ende des Abschnitts
1.2 genannten Formeln.
Lager mit hohen Gleitanteilen (vollrollige
Zylinderrollenlager, Kegelrollenlager,
Pendelrollenlager, Axiallager) laufen
nach der Einlaufphase außerhalb des
Mischreibungsbereichs, wenn folgende
Bedingung erfüllt ist:
FAG 14
n · � / (P/C) 0,5 ≥ 9000
n [min –1 ] Drehzahl
� [mm2 /s] Betriebsviskosität des Öles
bzw. Fettgrundöles
P [kN] dynamisch äquivalente
Belastung
C [kN] dynamische Tragzahl
Der lastunabhängige Reibungsmomentanteil
M 0 hängt von der Betriebsviskosität
� des Schmierstoffs und
von der Drehzahl n ab. Die Betriebsviskosität
wiederum wird über die Lagertemperatur
durch die Lagerreibung
beeinflußt. Außerdem wirken sich der
mittlere Lagerdurchmesser dm und besonders
die Breite der Rollkontakte – von
Bauart zu Bauart unterschiedlich stark –
auf M0 aus. Den lastunabhängigen Anteil
M0 des Reibungsmoments ermittelt man
in guter Übereinstimmung mit Versuchsergebnissen
aus
M0 = f0 · 10 –7 · (� · n) 2/3 · d 3
m [N mm]
wobei
M0 [N mm] lastunabhängiger Anteil
f 0
des Reibungsmoments
Beiwert für Lagerbauart
und Art der Schmierung
(Tabelle, Bild 16)
15: Reibungsmoment von Wälzlagern in Abhängigkeit von Drehzahl, Schmierstoffviskosität
und Belastung.
Bei Kugellagern (ausgenommen Axial-Kugellager) und bei nur radial belasteten
Zylinderrollenlagern ist das Mischreibungsdreieck (links) unbedeutend klein,
also R M ≈ 0.
Reibungsmoment M
Drehzahl n ⋅ Viskosität ν
Belastung P
Reibungsmomentanteile:
Schmierstoffreibung Mo EHD - Reibung in Laufbahn,
+HD - Reibung am Bord
Mischreibung in
Laufbahn und Bord RM } M 1

� [mm 2 /s] Betriebsviskosität des
Öles bzw. Fettgrundöls
(Bild 5, Seite 6)
n [min –1 ] Drehzahl des Lagers
d m [mm] (D + d)/2 mittlerer
Lagerdurchmesser
Der Beiwert f 0 ist in der Tabelle,
Bild 16, für Ölbadschmierung angegeben,
bei der der Ölstand bei stehendem
Lager bis zur Mitte des untersten Rollkörpers
reicht. f 0 wächst bei gleichem d m mit
der Größe der Kugeln oder der Rollenlänge,
also indirekt auch mit der Größe
des Lagerquerschnitts. In der Tabelle sind
deshalb breiten Baureihen größere f 0-
Werte zugeordnet als schmalen Baureihen.
Laufen Radiallager auf senkrechter
Welle unter Radiallast, muß man
mit dem Doppelten des in der Tabelle,
Bild 16, genannten Wertes rechnen,
ebenso bei großem Kühlöldurchsatz oder
zu hohem Fettfüllungsgrad (d. h. mehr
Fett, als seitlich verdrängt werden kann).
Frisch gefettete Lager haben in der Anlaufphase
f 0-Werte wie Lager mit Ölbadschmierung.
Nach der Fettverteilung ist
der halbe f 0-Wert aus der Tabelle, Bild 16,
einzusetzen. Er ist dann so niedrig wie bei
Der Schmierstoff im Wälzlager
Berechnung des Reibungsmoments
Öl-Minimalmengenschmierung. Bei der
Schmierung mit einem für den Betriebsfall
richtig gewählten Fett ergibt sich das
Reibungsmoment M 0 überwiegend aus
dem inneren Reibungswiderstand des
Grundöls.
Exakte M 0-Werte für die unterschiedlichsten
Fette können in praxisnahen Versuchen
ermittelt werden. Auf Wunsch
führt FAG diese Versuche mit dem dazu
entwickelten Reibungsmomentmeßgerät
R27 durch.
16: Beiwert f 0 zur Berechnung von M 0, abhängig von Lagerbauart und -reihe für Ölbadschmierung; bei Fettschmierung
nach Fettverteilung und bei Öl-Minimalmengenschmierung 50 % dieser Werte einsetzen.
Lagerbauart Beiwert f 0 bei Lagerbauart Beiwert f 0 bei
Reihe Ölbadschmierung Reihe Ölbadschmierung
Rillenkugellager 1,5...2 Nadellager
NA48, NA49 5...5,5
Pendelkugellager
12 1,5 Kegelrollenlager
13 2 302, 303, 313 3
22 2,5 329, 320, 322, 323 4,5
23 3 330, 331, 332 6
Schrägkugellager, einreihig Pendelrollenlager
72 2 213, 222 3,5...4
73 3 223, 230, 239 4,5
231, 232 5,5...6
Schrägkugellager, zweireihig 240, 241 6,5...7
32 3,5
33 6 Axial-Rillenkugellager
511, 512, 513, 514 1,5
Vierpunktlager 4 522, 523, 524 2
Zylinderrollenlager Axial-Zylinderrollenlager
mit Käfig: 811 3
2, 3, 4, 10 2 812 4
22 3
23 4 Axial-Pendelrollenlager
30 2,5 292E 2,5
vollrollig: 293E 3
NCF29V 6 294E 3,3
NCF30V 7
NNC49V 11
NJ23VH 12
NNF50V 13
15 FAG

Der Schmierstoff im Wälzlager
Berechnung des Reibungsmoments
Das lastabhängige Reibungsmoment
M1 ergibt sich aus der Rollreibung und
aus der Gleitreibung an den Borden und
an den Führungsflächen des Käfigs. Die
Berechnung von M1 (siehe folgende Gleichung)
mit dem Beiwert f1 (Tabelle,
Bild 17) setzt einen trennenden Schmierfilm
in den Rollkontaktflächen voraus
(� = �/�1 ≥ 1). Unter dieser Bedingung
ändert sich M1 kaum mit der Drehzahl,
wohl aber mit der Größe der Kontaktflächen
und damit der Schmiegung Rollkörper/Laufbahn
und mit der Belastung
des Lagers. Weitere Einflußgrößen sind
auch hier die Lagerbauart und -größe.
Das lastabhängige Reibungsmoment
M1 errechnet sich aus
M1 = f1 · P1 · dm [N mm]
wobei
M1 [N mm] lastabhängiger Anteil
des Reibungsmoments
f1 Beiwert, der die Höhe
der Last berücksichtigt,
siehe Tabelle, Bild 17
P1 [N] für M1 maßgebende
Belastung, siehe
Tabelle, Bild 17
dm [mm] (D + d)/2 mittlerer
Lagerdurchmesser
Der Beiwert f 1 ist bei Kugellagern und
Pendelrollenlagern wegen der Druckflächenkrümmung
proportional dem
Ausdruck (P 0*/C 0) s ; bei Zylinder- und
Kegelrollenlagern bleibt f 1 konstant. Dabei
bezeichnet P 0* die äquivalente Belastung
(mit dynamischen Kräften) und C 0
die statische Tragzahl. Die Größe des
Exponenten s hängt bei Kugellagern vom
Bohrreibungsanteil ab; für Kugellager mit
geringer Bohrreibung ist s = 0,5; für
Kugellager mit starker Bohrreibung, z. B.
für Schrägkugellager mit dem Druckwinkel
� 0 = 40°, gilt s = 0,33, vgl. Tabelle,
Bild 17.
FAG 16
17: Faktoren für die Berechnung des lastabhängigen Reibungsmoments M 1
Lagerbauart, Reihe f 1 *) P 1 1 )
Rillenkugellager (0,0005...0,0009) · F r oder 3,3 F a – 0,1 F r 2 )
(P 0*/C 0) 0,5
Pendelkugellager 0,0003 (P 0*/C 0) 0,4 F r oder 1,37 F a/e – 0,1 F r 2 )
Schrägkugellager
einreihig, � = 15° 0,0008 (P 0*/C 0) 0,5 F r oder 3,3 F a – 0,1 F r 2 )
einreihig, � = 25° 0,0009 (P 0*/C 0) 0,5 F r oder 1,9 F a – 0,1 F r 2 )
einreihig, � = 40° 0,001 (P 0*/C 0) 0,33 F r oder 1,0 F a – 0,1 F r 2 )
zweireihige oder
gepaarte einreihige 0,001 (P 0*/C 0) 0,33 F r oder 1,4 F a – 0,1 F r 2 )
Vierpunktlager 0,001 (P 0*/C 0) 0,33 1,5 F a + 3,6 F r
Zylinderrollenlager
mit Käfig 0,0002...0,0004 F r 3 )
Zylinderrollenlager,
vollrollig 0,00055 F r 3 )
Nadellager 0,0005 F r
Kegelrollenlager, einreihig 0,0004 2 Y F a oder F r 2 )
Kegelrollenlager, zweireihig
oder zwei einreihige
in X- oder O-Anordnung 0,0004 1,21 F a/e oder F r 2 )
Pendelrollenlager
Reihe 213, 222 0,0005 (P0*/C0) 0,33
Reihe 223 0,0008 (P0*/C0) 0,33 1,6 Fa/e, wenn Fa/Fr > e
Reihe 231, 240 0,0012 (P0*/C0) 0,5
Reihe 230, 239 0,00075 (P0*/C0) 0,5 Fr {1 + 0,6 [Fa/(e · Fr)] 3 },
Reihe 232 0,0016 (P0*/C0) 0,5 wenn Fa/Fr ≤ e
Reihe 241 0,0022 (P0*/C0) 0,5}
Axial-Rillenkugellager 0,0012 (F a/C 0) 0,33 F a
Axial-Zylinderrollenlager 0,0015 F a
Axial-Pendelrollenlager 0,00023...0,00033 F a (wobei F r ≤ 0,55 F a)
*) Den größeren Wert für die breiteren Reihen nehmen.
1 ) Wird P1 < F r, so ist mit P 1 = F r zu rechnen.
2 ) Der jeweils größere Wert von beiden ist einzusetzen.
3 ) Nur radial belastet. Bei zusätzlich axial belasteten Zylinderrollenlagern ist Ma zum
Reibungsmoment M 1 hinzuzuzählen: M = M 0 + M 1 + M a; M a siehe Bild 18.
Verwendete Formelzeichen:
P0* [N] Äquivalente Belastung, ermittelt mit der dynamischen Radialkraft Fr und der
dynamischen Axialkraft Fa sowie den statischen Faktoren X0 und Y0 (siehe FAG-
Katalog WL 41520, Erweiterte Lebensdauerberechnung)
C0 [N] Statische Tragzahl (siehe FAG-Katalog WL 41520)
Fa [N] Axialkomponente der dynamischen Lagerbelastung
Fr [N] Radialkomponente der dynamischen Lagerbelastung
Y, e Faktoren (siehe FAG-Katalog WL 41520)

Je größer die Lager sind, desto kleiner
sind die Rollkörper im Verhältnis zum
mittleren Lagerdurchmesser d m. Die
Bohrreibung zwischen Rollkörpern und
Laufbahnen wächst also unterproportional
zu d m. Im Großlagerbereich können
sich mit den Formeln vor allem bei dünnen
Lagerquerschnitten höhere Reibungsmomente
M 1 ergeben als in der
Praxis.
Die für das lastabhängige Reibungsmoment
M 1 maßgebende Belastung P 1
berücksichtigt, daß sich M 1 mit dem
Lastwinkel � = arc tan (F a/F r) ändert. Der
einfacheren Berechnung wegen wurde
hier als Bezugswert der Axialfaktor Y eingeführt,
der ebenfalls von F a/F r und vom
Druckwinkel � abhängt.
Bei der Ermittlung des Reibungsmoments
von Zylinderrollenlagern, die
auch axial belastet werden, ist das axiallastabhängige
Reibungsmoment Ma zu
M0 und M1 zu addieren. Hier gilt also
M = M0 + M1 + Ma [N mm]
und
Ma = fa · 0,06 · Fa · dm [N mm]
fa Beiwert, abhängig von der Axiallast
Fa und vom Schmierungszustand
(Bild 18)
Mit den angeführten Beziehungen läßt
sich das Reibungsmoment einer Lagerung
hinreichend genau abschätzen. In der
Praxis sind Abweichungen möglich, wenn
sich die angestrebte Vollschmierung nicht
aufrechterhalten läßt und Mischreibung
auftritt. Der günstigste Schmierzustand
wird im Betrieb nicht immer erreicht.
Das Losbrechmoment der Wälzlager
beim Anlauf von Maschinen kann beträchtlich
über den errechneten Werten
liegen, vor allem bei Kälte, und wenn die
Lager berührende Dichtungen haben.
Für das Reibungsmoment von Lagern
mit integrierten berührenden Dichtscheiben
ist ein erheblicher Zuschlag zum
errechneten Reibungsmoment zu berücksichtigen.
Bei kleinen, fettgeschmierten
Lagern kann der Faktor 8 (z. B.
6201.2RSR mit Standardfett nach Fettverteilung),
bei größeren Lagern kann der
Der Schmierstoff im Wälzlager
Berechnung des Reibungsmoments
Faktor 3 (z. B. 6216.2RSR mit Standardfett
nach Fettverteilung) betragen. Das
Dichtungs-Reibungsmoment hängt auch
von der Konsistenzklasse des Fettes und
der Drehzahl ab.
Das FAG Meßsystem R27 eignet sich
auch zur exakten Ermittlung des Dichtungs-Reibungsmoments.
18: Reibungsbeiwert f a zur Ermittlung des axiallastabhängigen Reibungsmoments
M a von axial belasteten Zylinderrollenlagern
Zur Ermittlung benötigt man folgende Parameter:
f b = 0,0048 für Lager mit Käfig
0,0061 für vollrollige Lager (ohne Käfig)
d m [mm] mittlerer Lagerdurchmesser = 0,5 · (D + d)
� [mm 2 /s] Betriebsviskosität des Öles bzw. des Fettgrundöls
n [min –1 ] Drehzahl des Innenrings
F a [N] Axialbelastung
D [mm] Lageraußendurchmesser
d [mm] Lagerbohrung
f a
0,2
0,15
0,1
0,05
0,03
0,02
0,01
0,5 1 2 3 4 5 6 7 8 10 20 30 40
fb · dm · ν · n · · (D2 - d2 1
F 2
a
)
0,014
17 FAG

Der Schmierstoff im Wälzlager
Höhe der Betriebstemperatur
1.3 Höhe der Betriebstemperatur
Die Betriebstemperatur einer Lagerung
steigt nach dem Anlauf an und
bleibt konstant, wenn sich zwischen Wärmeerzeugung
und Wärmeabgabe ein
Gleichgewicht eingestellt hat (Beharrungstemperatur).
Die Beharrungstemperatur t kann aus
der Gleichung des vom Lager erzeugten
Wärmestromes Q R [W] und des an die
Umgebung abgeführten Wärmestromes
Q L [W] berechnet werden. Die Lagertemperatur
t hängt stark von den Wärmeübergangsverhältnissen
zwischen Lager,
Umbauteilen und Umgebung ab. Die
Gleichungen sind im folgenden dargelegt.
Sind die dazu erforderlichen Daten
K t und q LB (eventuell durch Versuche)
bekannt, kann damit aus der Wärmebilanz
auf die Lagerbetriebstemperatur t
geschlossen werden.
Der durch die Lagerreibung erzeugte
Wärmestrom QR errechnet sich aus dem
Reibungsmoment M [N mm] (Abschnitt
1.2) und der Drehzahl n [min –1 ].
QR = 1,047 · 10 –4 · n · M [W]
Der an die Umgebung abgeführte
Wärmestrom QL wird aus der Differenz
[K] von Lagertemperatur t und Umgebungstemperatur
tu, aus der Größe
der wärmeübertragenden Flächen
(2 dm · π · B) und der für normale Betriebsbedingungen
üblichen Wärmestromdichte
qLB (Bild 19) sowie dem
Kühlfaktor Kt berechnet. Für die Wärmeableitbedingungen
bei üblichen Stehlagergehäusen
gilt Kt = 1, in Fällen besserer
oder schlechterer Wärmeableitung
siehe unten.
QL = qLB · [(t–tu)/50] · Kt · 2 · 10 –3 · dm · π · B [W]
q LB [kW/m 2 ] Bezugs-
Wärmestromdichte,
Diagramm, Bild 19
d m [mm] (D + d)/2
B [mm] Lagerbreite
FAG 18
K t
Kühlfaktor
= 0,5 bei schlechter Wärmeableitung
(warme Umgebung,
Fremderwärmung)
= 1 bei normaler Wärmeableitung
(freistehendes
Lagergehäuse)
= 2,5 bei sehr guter Wärmeableitung
(Fahrtwind)
Bei Ölumlaufschmierung führt das Öl
zusätzliche Wärme ab. Der abgeführte
Wärmestrom QÖl ergibt sich aus der Einlauftemperatur
tE und der Ablauftemperatur
tA, aus der Dichte � und der spezifischen
Wärmekapazität c des Öles sowie
aus der in der Zeiteinheit durchlaufenden
Ölmenge m [cm3 /min]. Die Dichte
beträgt normalerweise 0,86 bis
0,93 kg/dm3 , während die spezifische
Entropie c – abhängig vom Öltyp – zwischen
1,7 und 2,4 kJ/(kg · K) liegt.
QÖl = m · � · c · (tA – tE)/60 [W]
Bei üblichem Mineralöl mit
� = 0,89 kg/dm3 und
c = 2 kJ/(kg · K) gilt vereinfacht
QÖl = 30 · VÖl · (tA – tE) [W]
mit
VÖl durchströmende Ölmenge [l/min]
Die Lagertemperatur t kann man berechnen,
indem man gleichsetzt
QR = QL + QÖl [W]
Das Ergebnis einer solchen Temperaturberechnung
ist meist zu ungenau, weil
die in die Berechnung eingehenden
Größen, besonders q L und K t, in der Regel
nicht genau bekannt sind. Eine
brauchbare Grundlage erhält man erst,
wenn man die Beharrungstemperatur in
einem Laufversuch ermittelt und daraus
den Kühlfaktor K t bestimmt. Damit
kann man dann für vergleichbare Einbauund
Betriebsbedingungen die Beharrungstemperatur
von Lagern verschiedener
Bauart bei unterschiedlichen Belastungen
und Drehzahlen hinreichend genau
abschätzen.
19: Lagerspezifische Bezugs-Wärmestromdichte bei den Bezugsbedingungen:
70 °C am stehenden Lagerring, 20 °C Umgebungstemperatur,
Belastung 4...6 % von C 0
Bezugs-Wärmestromdichte q LB
70
kW/m
50
40
2
30
20
14
10
7
q LB = 20 kW/m 2 = konst.
q LB = 20 ·
5
1 000 2 000 3 000 5 000 10 000 20 000 mm 50 000 100 000
2
d m · B
4 000 mm2 dm ·B
-0,34
m2 kW

2 Schmierverfahren
Bei der Konstruktion einer Maschine
sollte möglichst frühzeitig das Verfahren
zur Schmierung der eingebauten Wälzlager
festgelegt werden. Dabei kann man
Fett- oder Ölschmierung, in Sonderfällen
auch Feststoffschmierung vorsehen.
Einen Überblick über die gebräuchlichen
Schmierverfahren gibt die Tabelle,
Bild 20 (Seite 20).
2.1 Fettschmierung
Fettschmierung wird bei ca. 90 % aller
Wälzlagerungen angewandt. Die wesentlichen
Vorteile einer Fettschmierung sind:
– sehr geringer konstruktiver Aufwand
– gute Unterstützung der Abdichtung
durch das Fett
– hohe Gebrauchsdauer bei wartungsfreier
Schmierung ohne Aufwand für
Schmiergeräte
– Eignung für Drehzahlkennwerte
n· d m bis 1,8 · 10 6 min –1 · mm
(n Drehzahl, d m mittlerer Lagerdurchmesser)
– längere Ausfallphase beim Zusammenbruch
der Schmierung nach Ablauf
der Fettgebrauchsdauer bei mäßigen
Drehzahlkennwerten
– niedriges Reibungsmoment
Bei normalen Betriebs- und Umgebungsverhältnissen
ist oft eine for-life-
Schmierung (Lebensdauerschmierung)
möglich.
Eine Nachschmierung in angemessenen
Zeitintervallen ist einzuplanen, wenn
hohe Beanspruchungen (Drehzahl, Temperatur,
Belastung) vorliegen. Hierzu
müssen Fettzu- und -abführungskanäle
sowie ein Auffangraum für das Altfett
vorgesehen werden, bei kurzen Nachschmierintervallen
eventuell auch eine
Fettpumpe und ein Fettmengenregler.
2.2 Ölschmierung
Ein Schmierverfahren mit Öl bietet
sich an, wenn benachbarte Maschinenelemente
bereits mit Öl versorgt werden
Schmierverfahren
Fettschmierung · Ölschmierung · Feststoffschmierung · Wahl des Schmierverfahrens
oder wenn durch den Schmierstoff Wärme
abgeführt werden soll. Wärmeabfuhr
kann erforderlich sein, wenn hohe Drehzahlen
und/oder hohe Belastungen vorliegen
oder wenn die Lagerung einer
Fremderwärmung ausgesetzt ist.
Bei Ölschmierung mit kleinen Mengen
(Minimalmengenschmierung), ausgeführt
als Tropfschmierung, Ölnebelschmierung
oder Öl-Luft-Schmierung, ist
es möglich, die Ölmenge genau zu dosieren.
Das bietet den Vorteil, daß Planschreibung
vermieden und die Lagerreibung
niedrig gehalten wird.
Bei Verwendung von Luft als Trägermedium
können eine gerichtete Zuführung
und eine die Abdichtung unterstützende
Strömung erreicht werden.
Öl-Einspritzschmierung mit größerer
Menge ermöglicht die gezielte Versorgung
aller Kontaktstellen sehr schnell
drehender Lager und eine gute Kühlung.
2.3 Feststoffschmierung
Die Feststoffschmierung ist eine forlife-Schmierung,
wenn eine feste Bindung
des Schmierstoffs mit den Funktionsflächen
vorliegt, z. B. bei Gleitlack,
und wenn Betriebsbedingungen gefahren
werden, die nur zu einem mäßigen Abtrag
der Schicht führen. Werden Festschmierstoffe
in Form von Pasten oder
Pulver verwendet, so ist eine Nachschmierung
möglich. Überschüssiger
Schmierstoff führt allerdings zu Laufhemmungen.
Bei der Transfer-Schmierung nehmen
die Rollkörper kleine Mengen des Festschmierstoffs
mit und fördern sie in den
Kontaktbereich. Der Festschmierstoff
läuft dabei als feste Masse mit dem Rollkörpersatz
um oder ist in Sonderfällen als
Legierungsbestandteil im Werkstoff des
Lagerkäfigs enthalten. Diese Schmierung
ist sehr wirkungsvoll und führt zu relativ
langen Laufzeiten. Sie sorgt für kontinuierliche
Nachschmierung, bis die
Festschmierstoffteile verbraucht sind.
2.4 Wahl des Schmierverfahrens
Bei der Wahl des Schmierverfahrens
sind folgende Gesichtspunkte zu beachten:
– Betriebsbedingungen für die Wälzlager
– Anforderungen an das Lauf-, Geräusch-,
Reibungs- und Temperaturverhalten
der Lager
– Anforderungen an die Betriebssicherheit,
also Sicherheit gegen vorzeitigen
Ausfall durch Verschleiß, Ermüdung,
Korrosion und Schäden durch eingedrungene
Medien aus der Umgebung
(z. B. Wasser, Sand)
– Kosten für die Installation des
Schmiersystems und dessen Wartung
während des Betriebs
Wichtige Voraussetzungen für eine
hohe Betriebssicherheit sind eine ungestörte
Schmierstoffversorgung der Lager
und ständige Schmierstoffanwesenheit
an allen Funktionsflächen. Die
Schmierstoffanwesenheit ist nicht bei
allen Schmierverfahren gleich sicher. Eine
überwachte kontinuierliche Ölzuführung
ist eine sichere Versorgung. Bei Lagerungen
mit Ölsumpfschmierung muß der
Ölstand regelmäßig kontrolliert werden,
wenn hohe Anforderungen an die
Betriebssicherheit gestellt werden.
Fettgeschmierte Lager sind ausreichend
betriebssicher, wenn die Nachschmierintervalle
oder bei for-life geschmierten
Lagerungen die Fettgebrauchsdauer
nicht überschritten werden.
Bei Schmierverfahren mit Schmierstoffergänzung
in kurzen Intervallen hängt die
Betriebssicherheit von der Zuverlässigkeit
der Versorgungsgeräte ab. Bei schmutzgeschützten
Lagern, d. h. Wälzlagern mit
Dichtscheiben auf beiden Seiten (z. B.
Clean Bearings für ölgeschmierte Getriebe),
bleibt die Betriebssicherheit nach
Ablauf der Fettgebrauchsdauer durch
Schmierung mit Öl erhalten.
Ausführliche Hinweise zu den gebräuchlichen
Schmierverfahren sind in
der Tabelle, Bild 20, enthalten.
19 FAG

Schmierverfahren
Wahl des Schmierverfahrens
20: Schmierverfahren
Schmierstoff Schmierverfahren Geräte für das Konstruktive Erreichbarer Dreh- Geeignete Lagerbauarten,
Schmierverfahren Maßnahmen zahlkennwert n · d m Betriebsverhalten
in min –1 · mm 1 )
Festschmier- for-life-Schmierung - - Vorwiegend Rillenkugelstoff
≈ 1500 lager
Nachschmierung - -
Fett for-life-Schmierung - - ≈ 0,5 · 10 6 Alle Lagerbauarten, außer
≈ 1,8 · 10 6 für ge- Axial-Pendelrollenlager,
Nachschmierung Handpresse, Zuführbohrungen, even- eignete Sonder- jedoch abhängig von
Fettpumpe tuell Fettmengenregler, fette und Lager, Drehgeschwindigkeit und
Auffangraum für Altfett Schmierfristen Fettart.
nach Niedrige Reibung und
Sprühschmierung Verbrauchs- Zuführung durch Rohre Diagramm, Bild 33 günstiges Geräuschverschmieranlage
2 ) oder Bohrungen, (Seite 36) halten mit Sonderfetten
Auffangraum für Altfett
Öl Ölsumpfschmierung Peilstab, Standrohr, Gehäuse mit ausreichen- Alle Lagerbauarten.
(größere Niveaukontrolle dem Ölvolumen, Über- ≈ 0,5 · 10 6 Geräuschdämpfung
Ölmenge) laufbohrungen, Anschluß abhängig von der Ölfür
Kontrollgeräte viskosität, höhere
Lagerreibung durch
Ölumlaufschmierung Ölzulaufbohrungen, Muß jeweils Ölplanschverluste, gute
durch Eigenförde- Lagergehäuse mit aus- ermittelt werden Kühlwirkung, Abführung
rung der Lager oder reichendem Volumen. von Verschleißteilchen
dem Lager zuge- Förderelemente, die auf bei Umlauf- und
ordnete Förder- Ölviskosität und Dreh- Spritzschmierung
elemente geschwindigkeit abgestimmt
sind. Förderwirkung
der Lager beachten.
Ölumlaufschmierung Umlaufschmier- ausreichend große
anlage 2 ) Bohrungen für Ölzulauf ≈ 1 · 10 6
und Ölablauf
Öleinspritz- Umlaufschmier- Ölzulauf durch gerichtete
schmierung anlage mit Düsen, Ölablauf durch bis 4 · 10 6 erprobt
Spritzdüsen 5 ) ausreichend große
Bohrungen
Öl Ölimpulsschmierung Verbrauchsschmier- Ablaufbohrungen ≈ 2 · 10 6 Alle Lagerbauarten.
(Minimal- Öltropfschmierung anlage 2 ), Tropföler, abhängig von Geräuschdämpfung
menge) Ölsprühschmier- Lagerbauart, abhängig von der
anlage Ölviskosität, Ölviskosität,
Ölmenge, Reibung von der
Ölnebelschmierung Ölnebelanlage 3 ), eventuell konstruktiver Ölmenge und der
evtl. Ölabscheider Absaugvorrichtung Ausbildung Ölviskosität abhängig
Öl-Luft-Schmierung Öl-Luft-Schmier- eventuell
anlage 4 ) Absaugvorrichtung
1 ) Von Lagerbauart und Einbauverhältnissen abhängig.
2 ) Zentralschmieranlage aus Pumpe, Behälter, Filter, Rohrleitungen, Ventilen, Drosseln.
Umlaufanlage mit Ölrückführung, eventuell mit Kühler (siehe Bilder 21, 22).
Verbrauchsanlage mit zeitlich gesteuerten Dosierventilen geringer Fördermenge (5...10 mm 3 /Hub).
3 ) Ölnebelanlage bestehend aus Behälter, Mikronebelöler, Leitungen, Rückverdichterdüsen, Steuerung, Druckluftversorgung (siehe Bild 23).
4 ) Öl-Luft-Schmieranlage bestehend aus Pumpe, Behälter, Leitungen, volumetrischem Öl-Luft-Dosierverteiler, Düsen, Steuerung,
Druckluftversorgung (siehe Bild 24).
5 ) Auslegung der Düsen (siehe Bild 51, Seite 45).
FAG 20

2.5 Beispiele zu unterschiedlichen
Schmierverfahren
2.5.1 Zentralschmieranlage
Bild 21: Sie wird eingesetzt bei Verbrauchsschmierung
und Umlaufschmierung.
Eine zeitgesteuerte Pumpe führt Öl
bzw. Fließfett zu Dosierventilen. Mit solchen
Ventilen können Mengen von 5 bis
500 mm 3 je Hub weitergegeben werden.
Die Festlegung der Intervallzeit und die
Wahl der vom Ventil weitergegebenen
Menge ermöglichen es, auch bei Verwendung
nur einer Pumpe mehrere
Lagerstellen mit unterschiedlichem
Schmierstoffbedarf mit einer definierten
Menge Öl oder Fließfett zu versorgen.
Für Fette der Konsistenzklasse 2 bis 3 eignen
sich sogenannte Zweileitungsanlagen,
Progressivanlagen und Mehrleitungsanlagen.
Bei Mehrleitungsanlagen
versorgt jeder Pumpenanschluß eine eigene
Schmierstelle mit Fett oder mit Öl.
21a: Aufbau einer Zentralschmieranlage (Einleitungsanlage). 1 = Pumpe, 2 = Hauptleitung, 3 = Dosierventil,
4 = Schmierstellenleitung, 5 = Schmierstellen, 6 = Steuergerät
21b: Beispiel für ein Dosierventil
a
1
6
2
3
4
5
Schmierverfahren
Beispiele
b
21 FAG

Schmierverfahren
Beispiele
2.5.2 Ölumlaufanlage
Bild 22: Bei Ölumlaufschmierung mit
größeren Mengen kann die Ölaufteilung
auch über Drosseln erfolgen, da die den
Lagern zugeführte Ölmenge meistens in
geringen Grenzen schwanken darf. Über
Drosseln können mehrere Liter Öl je Minute
geleitet werden (Kühlschmierung).
Im Ölkreislauf sind je nach Bedarf und
Anforderungen an die Betriebssicherheit
vorzusehen: Druckbegrenzungsventil,
Kühler, Filter, Manometer, Thermometer,
Ölstandskontrolle und Behälterheizung.
Die Menge, die das Lager durchläßt,
hängt von der Ölviskosität und damit
auch von der Öltemperatur ab.
2.5.3 Ölnebelanlage
Bild 23: Die in einem Druckluftfilter
gereinigte Luft durchläuft eine Venturidüse
und saugt über ein Rohr aus einem
Behälter Öl an. Das angesaugte Öl wird
teilweise als Ölnebel mitgenommen.
Größere, nicht vernebelte Tropfen fallen
aus dem Luftstrom wieder aus und
fließen in den Behälter zurück. Die Öltropfen
im Nebel sind 0,5 bis 2 µm groß.
Der Ölnebel läßt sich gut durch Rohrleitungen
transportieren. Er benetzt aber
schlecht. Daher wird kurz vor dem zu
schmierenden Wälzlager durch eine Ver-
22a: Schema einer Ölumlaufanlage (Beispiel). 1 = Behälter, 2 = Ölpumpenaggregat,
3 = Druckbegrenzungsventil, 4 = elektrische Ölstandskontrolle, 5 = Kühler,
6 = Thermometer, 7 = Manometer, 8 = Filter, 9 = Verteiler (Stromregelventil,
Drossel), 10 = Schmierstelle, 11 = Ölrücklaufleitung.
22b: Beispiel für eine Drossel
1
FAG 22
11 10 10 11
a
7
9
M
2
8
5
9
6
3
4
b
dichterdüse oder Rückverneblerdüse
rückverdichtet, so daß das ausgefällte Öl
in makrofeiner Form durch den Luftstrom
zum Lager gelangt.
Da die Rückverdichtung nicht immer
voll wirksam ist, muß man in Kauf nehmen,
daß auch Öl mit der abströmenden
Luft in die Umgebung gelangt. Ölnebel
ist umweltbelastend. Für Ölnebelschmierung
werden Öle bis zur Viskositätsklasse
ISO VG 460 angewandt. Zähe Öle müssen
zum Vernebeln so erwärmt werden,
daß ihre Viskosität unter 300 mm 2 /s
liegt.
2.5.4 Öl-Luft-Schmieranlage
Bild 24: In einer Öl-Luft-Mischeinheit,
Bild 24b, wird Öl über ein Dosierventil
periodisch in einen kontinuierlichen Luftstrom
eingespritzt. Ein Steuer- und Überwachungsgerät
übernimmt die periodische
Schaltung der Ölpumpe. Die eingespritzte
Ölmenge wird an der Rohrwandung entlang
sicher vom Luftstrom zur Lagerstelle
transportiert. Zur Führung des Öl-Luft-
Stroms wird ein durchsichtiger Kunststoffschlauch
empfohlen, damit der Ölfluß beobachtet
werden kann. Der Schlauch soll
eine lichte Weite von 2 bis 4 mm haben
und mindestens 400 mm lang sein, um
eine gleichmäßige Ölzufuhr sicherzustellen.
Die Bildung von Ölnebel wird weitgehend
vermieden. Es können Öle bis ISO
VG 1500 verwendet werden (Viskosität
bei Raumtemperatur ca. 7000 mm 2 /s).
Die Öl-Luft-Schmierung hat gegenüber
der Ölnebelschmierung den Vorteil, daß
die größeren Ölteilchen besser auf den
Lagerflächen haften und das meiste Öl im
Lager verbleibt, so daß über die Luftaustrittsöffnungen
nur wenig Öl in die Umgebung
entweicht.

Schmierverfahren
Beispiele
23a: Aufbau einer Ölnebelanlage. 1 = Luftfilter, 2 = Luftzuführung, 3 = Druckregler, 4 = Pumpe, 5 = Hauptleitung,
6 = Ölnebelgerät, 7 = Ölnebelleitung, 8 = Rückverneblerdüsen (Schmierstellen), 9 = Ausblasluftleitung.
23b: Schema eines Ölnebelgerätes (Venturidüse)
1
9
2
8
3
4
5
6
7
8
Luftzufuhr Venturidüse Öleintritt Prallblech Rohrsystem
Saugrohr
a b
Ölbehälter
24a: Prinzip der Öl-Luft-Schmierung (nach Woerner). 1 = zeitgesteuerte Ölpumpe, 2 = Ölleitung, 3 = Luftleitung,
4 = Öl-Luft-Mischeinheit, 5 = Öldosierung, 6 = Luftdosierung, 7 = Mischkammer, 8 = Öl-Luft-Leitung.
24b: Öl-Luft-Mischeinheit
a
1
2
3
5
4
7
6
8
Ölleitung
Luftleitung
b
Nebelaustritt
Öl-Luft-Leitung
zur Schmierstelle
23 FAG

Schmierverfahren · Auswahl des Schmierstoffs
Beispiele
2.5.5 Öl- und Fett-Sprühschmierung
Die hierfür erforderliche Anlage hat
den gleichen Aufbau wie die Öl-Luft-
Schmieranlage. Ein Steuergerät öffnet ein
Magnetventil für Sprühluft. Der Luftdruck
betätigt seinerseits ein pneumatisches
Schmierstoff-Absperrventil für die
Dauer des Sprühimpulses. Der Schmierstoff
wird mit einer pneumatischen Zentralschmierpresse
dem Sprühkopf zuge-
25: Fett-Sprühkopf
FAG 24
führt. Die Luft nimmt im Sprühkopf,
Bild 25, den zugeführten Schmierstoff
mit. Das entstehende Sprühbild hängt
von der Form und der Größe der Öffnung
ab. Erforderlich ist ein Luftdruck
von 1 bis 2 bar. Feine Sprühbilder werden
mit 4 bis 5 bar erreicht. Es können Fette
der Konsistenzklassen 000 bis 3 und Öle
bis zu ISO VG 1500 (Viskosität bei
Raumtemperatur etwa 7000 mm 2 /s) versprüht
werden.
Fett
Luft
3 Auswahl des Schmierstoffs
Bei den meisten in der Praxis vorkommenden
Betriebsbedingungen stellen
Wälzlager an die Schmierung keine besonders
hohen Anforderungen. Viele
Lager werden sogar im Mischreibungsbereich
betrieben. Will man aber das Leistungsvermögen
der Wälzlager voll ausnutzen,
sind die folgenden Hinweise zu
beachten.
Die von den Wälzlagerherstellern
empfohlenen Fette, Öle oder Festschmierstoffe
erfüllen die nachfolgend
genannten Spezifikationen für Wälzlagerschmierstoffe.
Sie ermöglichen bei
richtiger Auswahl für einen breiten Drehzahl-
und Belastungsbereich eine zuverlässige
Schmierung.
Wälzlagerfette sind nach DIN 51825
genormt. Sie müssen z. B. bei der oberen
Gebrauchstemperaturgrenze in der FAG-
Wälzlagerfett-Prüfmaschine FE9
(DIN 51821) eine bestimmte Laufzeit
F50 erreichen.
Schmierstoffe für den Mischreibungsbereich
bei hoher Belastung oder mit
niedriger Betriebsviskosität bei hoher
Temperatur werden aufgrund ihres Reibungs-
und Verschleißverhaltens beurteilt.
Hier kann Verschleiß nur vermieden
werden, wenn trennende Grenzschichten
in den Kontaktzonen entstehen, z. B.
durch die Reaktion von Additiven mit
den metallischen Oberflächen aufgrund
hohen Drucks und einer dem Additiv
entsprechenden Temperatur im Wälzkontakt.
Zur Prüfung dieser Schmierstoffe
werden FAG-FE8-Prüfstände (E DIN
51819) eingesetzt.
Bei besonders hoch additivierten
Mineralölen, beispielsweise Hypoidölen,
und bei Syntheseölen ist die Verträglichkeit
mit Dichtungswerkstoffen und
Lagerwerkstoffen (insbesondere mit dem
Käfigmaterial) zu beachten.

26: Fettauswahl nach verschiedenen Kriterien
Kriterien für die Auswahl des Fettes Eigenschaften des zu wählenden Fettes (siehe auch Abschnitt 3.1)
Betriebsbedingungen Fettauswahl nach Diagramm, Bild 28 (Seite 27).
Drehzahlkennwert n · dm Belastungsverhältnis P/C
Bei hohem Drehzahlkennwert n · dm: Konsistenzklasse 2-3,
bei hohem Belastungsverhältnis P/C: Konsistenzklasse 1-2
Auswahl des Schmierstoffs
Fett
Forderung an Laufeigenschaften
geringe Reibung, auch beim Start Fett der Konsistenzklasse 1-2 mit synthetischem Grundöl niedriger Viskosität
niedrige und konstante Reibung im Beharrungs- Fett der Konsistenzklasse 3-4, Füllungsgrad ≈ 30 % des freien Lagerraumes oder
zustand, aber höhere Startreibung zulässig Fett der Konsistenzklasse 2-3, Füllungsgrad < 20 % des freien Lagerraumes
geringes Laufgeräusch geräuscharmes Fett (hoher Reinheitsgrad) der Konsistenzklasse 2
Einbauverhältnisse
Lagerachse schräg oder senkrecht haftfähiges Fett der Konsistenzklasse 3-4
Außenring dreht, Innenring steht oder Fett mit hohem Verdickeranteil, Konsistenzklasse 2-4
Fliehkrafteinwirkung auf das Lager Füllungsgrad abhängig von der Drehzahl
Wartung
häufige Nachschmierung weiches Fett der Konsistenzklasse 1-2
gelegentliche Nachschmierung, walkstabiles Fett der Konsistenzklasse 2-3, obere Einsatztemperatur
for-life-Schmierung deutlich höher als Betriebstemperatur
Umweltverhältnisse
hohe Temperatur, for-life-Schmierung temperaturstabiles Fett mit synthetischem Grundöl und mit temperaturstabilem
(evtl. synthetischem) Verdicker
hohe Temperatur, Nachschmierung Fett, das bei hoher Temperatur keine Rückstände bildet, lange Gebrauchsdauer
bei hoher Temperatur
tiefe Temperatur Fett mit niedrigviskosem synthetischem Grundöl und geeignetem Verdicker
Konsistenzklasse 1-2
staubige Umgebung festes Fett der Konsistenzklasse 3
Kondenswasser emulgierendes Fett, wie z. B. Natronseifenfett
Spritzwasser wasserabweisendes Fett, z. B. Kalziumseifenfett der Konsistenzklasse 3
aggressive Medien (Säuren, Basen usw.) Sonderfett, bei FAG oder Schmierstoffhersteller erfragen
radioaktive Strahlung bis Energiedosis 2 · 10 4 J/kg, Wälzlagerfette nach DIN 51 825
bis Energiedosis 2 · 10 7 J/kg, bei FAG zurückfragen
Schwingungsbeanspruchung Lithium EP-Fett der Konsistenzklasse 2, häufige Nachschmierung.
Bei mäßiger Schwingungsbeanspruchung Lithiumseifenfett der Konsistenzklasse 3
Vakuum bis 10 –5 mbar, abhängig von Temperatur und Grundöl,
Wälzlagerfette nach DIN 51 825, bei FAG zurückfragen
25 FAG

Auswahl des Schmierstoffs
Fett
27: Eigenschaften von Schmierfetten
Fettart Eigenschaften
Verdicker Grundöl Temperatur- Tropf- Wasser- Druck- Preis- Eignung Besondere Hinweise
bereich punkt beständig- beständig- rela- für Wälz-
Art Seife °C °C keit keit tion* lager
normal Alu- Mineral- -20...70 120 ++ + 2,5...3 + Quillt mit Wasser
minium öl
Kalzium -30...50 80...100 +++ + 0,8 + Gute Dichtwirkung gegen
Wasser
Lithium -35...130 170...200 +++ + 1 +++ Mehrzweckfett
Natrium -30...100 150...190 - ++ 0,9 ++ Emulgiert Wasser
Lithium PAO -60...150 170...200 +++ ++ 4...10 +++ Für tiefe und höhere Temperatur,
hohe Drehzahlen
Lithium Ester -60...130 190 ++ + 5...6 +++ Für tiefe Temperatur,
hohe Drehzahlen
komplex Alu- Mineral- -30...160 260 +++ + 2,5...4 +++ Mehrzweckfett
minium öl
Barium -30...140 220 ++ ++ 4...5 +++ Mehrzweckfett, dampfbest.
Kalzium -30...140 240 ++ ++ 0,9...1,2 +++ Mehrzweckfett, neigt zum
Verhärten
Lithium -30...150 240 ++ ++ 2 ++ Mehrzweckfett
Natrium -30...130 220 + + 3,5 +++ Mehrzweckfett für hohe
Temperatur
Alu- PAO -60...160 260 +++ ++ 10...15 + Für weiten Temperaturminium
bereich, gut förderbar
Barium -60...160 220 +++ +++ 15...20 +++ Für tiefe und höhere Temperatur,
für hohe Drehzahlen
Kalzium -60...160 240 +++ +++ 15...20 +++ Für tiefe und höhere Temperatur,
für hohe Drehzahlen
Lithium -40...180 240 ++ +++ 15 +++ Für breiten Temperaturbereich
Barium Ester -40...130 200 ++ ++ 7 +++ Für tiefe Temperatur
Kalzium -40...130 200 +++ ++ 7 +++ und höhere Drehzahlen
Belastung mäßig
Lithium -40...180 240 ++ + 10 +++ Für besonders breiten Temperaturbereich
Lithium Silikon- -40...180 240 ++ - 20 ++ Für besonders breiten Tempeöl
raturbereich, P/C

3.1 Auswahl des geeigneten Fettes
Schmierfette unterscheidet man vor allem
nach ihren Hauptbestandteilen Verdicker
und Grundöl. Als Verdicker werden
meist normale Metallseifen verwendet,
aber auch Komplexseifen sowie Bentonite,
Polyharnstoff, PTFE oder FEP. Als
Grundöl eingesetzt wird Mineralöl oder
Syntheseöl. Die Viskosität des Grundöls
bestimmt zusammen mit dem Verdickeranteil
die Konsistenz des Schmierfetts
und den Aufbau des Schmierfilms.
Wie die Schmieröle enthalten die
Schmierfette zusätzlich Wirkstoffe (Additive)
zur Verbesserung der chemischen
oder physikalischen Fetteigenschaften wie
z. B. der Oxidationsstabilität, des Korrosionsschutzes
oder des Verschleißschutzes
bei hoher Belastung (EP-Zusätze).
Einen Überblick über die wichtigsten
für die Wälzlagerschmierung geeigneten
Fettarten gibt die Tabelle, Bild 27. Die in
der Tabelle enthaltenen Angaben sind
Durchschnittswerte. Die meisten der aufgeführten
Fette werden mit unterschiedlicher
Walkpenetration hergestellt. Ge-
naue Daten nennen die Fetthersteller.
Anhand der Tabelle ist eine erste Orientierung
möglich.
Ausführliche Hinweise zur Fettauswahl
geben die folgenden Ausführungen
und die Zusammenfassung in der Tabelle,
Bild 26 (Seite 25).
3.1.1 Beanspruchung durch Drehzahl
und Belastung
Der Einfluß von Drehzahl und Belastung
auf die Fettauswahl ist im Diagramm,
Bild 28, dargestellt. Zur Beurteilung
sind erforderlich:
C [kN] dynamische Tragzahl
P [kN] dynamisch äquivalente
Belastung des Lagers
(Berechnung siehe FAG-
Katalog)
n [min –1 ] Drehzahl
d m [mm] mittlerer Durchmesser
k a
(D+d)/2 des Lagers
Faktor zur Berücksichtigung
des Gleitreibungsanteils
der Lagerbauart
28: Fettauswahl nach Belastungsverhältnis P/C und lagerbezogenem Drehzahlkennwert k a · n · d m
Bereich N
Normaler Betriebsbereich.
Wälzlagerfette K nach DIN 51825.
Bereich HL
Bereich hoher Belastungen.
Wälzlagerfette KP nach DIN 51825
oder andere geeignete Fette.
Bereich HN
Bereich hoher Drehzahlen.
Fette für schnell laufende Lager.
Bei Lagerbauarten mit k a > 1 Fette KP nach
DIN 51825 oder andere geeignete Fette.
k a-Werte
k a = 1 Rillenkugellager, Schrägkugellager,
Vierpunktlager, Pendelkugellager,
radial belastete Zylinderrollenlager,
Axial-Rillenkugellager.
k a = 2 Pendelrollenlager, Kegelrollenlager,
Nadellager.
k a = 3 axial belastete Zylinderrollenlager,
vollrollige Zylinderrollenlager.
P/C bei radial belasteten Wälzlagern
0,9
0,6
0,3
0,15
0,09
0,06
0,03
Auswahl des Schmierstoffs
Fett
Das Diagramm, Bild 28, ist in drei Beanspruchungsbereiche
aufgeteilt. Bei
radialer Belastung benutzt man die linke
Ordinate, bei axialer Belastung die rechte.
Bei Fällen, die im Bereich N liegen,
können zur Schmierung fast alle Wälzlagerfette
K nach DIN 51 825 verwendet
werden. Ausgenommen sind Fette mit extremer
Grundölviskosität und Fette mit
extremer Konsistenz sowie einige Sonderfette,
beispielsweise Silikonfette, die nur
bis zu Belastungen von P/C = 0,03 eingesetzt
werden sollen.
Liegen die Beanspruchungen in der
rechten oberen Ecke des Bereichs N, treten
also gleichzeitig hohe Belastung und
hohe Drehzahl auf, so kann wegen höherer
Betriebstemperatur ein temperaturbeständiges
Fett erforderlich sein. Die obere
Gebrauchstemperatur der Fette sollte
deutlich über der Betriebstemperatur
liegen.
Im Bereich HL liegen hochbelastete
Lagerungen. Hier sollten Fette mit höherer
Grundölviskosität, mit EP-Zusätzen
und eventuell Festschmierstoff-Zusätzen
gewählt werden. Bei hoch belasteten und
HL
N
HN
0,6
0,4
0,2
0,1
0,06
0,04
0,02
0,02
0,013
50 000 100 000 200 000 400 000 1 000 000
ka ·n·dm [min-1 ·mm]
P/C bei axial belasteten Wälzlagern
27 FAG

Auswahl des Schmierstoffs
Fett
langsam laufenden Lagern bewirken diese
Zusätze, daß an die Stelle der teilweise
fehlenden hydrodynamischen Schmierung
(Teilschmierung) die "chemische
Schmierung" und die Feststoffschmierung
treten.
Die Beanspruchungen im Bereich HN
sind gekennzeichnet durch hohe Drehzahlen
und niedrige Belastungen. Bei hohen
Drehzahlen muß vor allem die vom
Fett verursachte Reibung niedrig sein,
und das Fett sollte gut haften. Diese Voraussetzungen
treffen für Fette mit niedrigviskosem
Ester-Grundöl zu. Grundsätzlich
sind die von den Fettherstellern
angegebenen Richtwerte für den zulässigen
Drehzahlkennwert eines Fettes um so
höher, je niedriger die Viskosität des
Grundöls ist.
3.1.2 Forderungen an die Laufeigenschaften
Eine geringe, konstante Reibung ist
bei Lagerungen von Bedeutung, die Einstellbewegungen
ruckfrei ausführen sollen,
z. B. Lagerungen von Teleskopen. In
solchen Fällen finden Lithium-EP-Fette
mit hochviskosem Grundöl und MoS 2-
Zusatz Verwendung. Die Reibung muß
auch gering sein, wenn die Antriebsleistung
zum großen Teil von der Verlustleistung
des Lagers bestimmt wird, beispielsweise
bei kleinen Elektromotoren
geringer Leistung. Laufen solche Lagerungen
aus dem kalten Zustand rasch an,
so eignen sich besonders Fette der Konsistenzklasse
2 mit einem synthetischen
Grundöl niedriger Viskosität.
Für normale Temperatur kann eine
niedrige Reibung – ausgenommen während
der kurzen Zeit der Fettverteilung –
durch die Wahl eines steiferen Fettes der
Konsistenzklasse 3 bis 4 erreicht werden.
Von solchen Fetten wird nur wenig von
den umlaufenden Lagerteilen mitgeschleppt,
wenn sich überschüssiges Fett
im freien Raum des Lagergehäuses absetzen
kann.
Schmierfette für geräuscharme Lager
dürfen keine festen Bestandteile aufweisen.
Solche Fette sollten deshalb besonders
gefiltert und homogenisiert sein.
Eine höhere Grundölviskosität wirkt be-
FAG 28
sonders im oberen Frequenzbereich
geräuschmindernd.
Als Standardfett für geräuscharme Rillenkugellager
wird bei normaler Temperatur
meist ein gefiltertes Lithiumseifenfett
der Konsistenzklasse 2 mit einer Grundölviskosität
von etwa 60 mm 2 /s bei
40 °C verwendet. FAG Lager, die standardmäßig
Deck- oder Dichtscheiben
haben, sind mit einem besonders geräuscharmen
Fett gefüllt.
3.1.3 Besondere Betriebsbedingungen
und Umwelteinflüsse
Hohe Temperatur tritt auf bei hohen
Belastungen und/oder hohen Umfangsgeschwindigkeiten
und bei einer Fremderwärmung
der Lagerung. Es sind dann
Hochtemperaturfette einzusetzen. Dabei
ist die "Grenztemperatur" (siehe 4.1.3)
des Fettes zu beachten, bei deren Überschreitung
die Fettgebrauchsdauer stark
absinkt. Bei Lithiumseifenfett liegt sie bei
ca. 70 °C, bei Hochtemperaturfetten, die
Mineralöl und einen temperaturstabilen
Verdicker enthalten, liegt sie je nach Fettart
bei 80 bis 110 °C. Hochtemperaturfette
mit synthetischem Grundöl haben
bei hoher Temperatur weniger Abdampfverluste
und höhere Alterungsbeständigkeit.
Fette mit hochviskosem Alkoxyfluoröl
als Grundöl sind in Rillenkugellagern
bis zu einem Drehzahlkennwert
von n · d m = 140 000 min –1 · mm noch
gut geeignet, auch bei einer Temperatur
bis zu 250 °C. Bei mäßiger Temperatur
können Hochtemperaturfette ungünstiger
sein als Standardfette.
Gelegentlich schmiert man bei hoher
Betriebstemperatur die Lager auch mit
weniger temperaturstabilen Fetten, wobei
in kurzen Zeitabständen nachgeschmiert
werden muß. Dafür sind Fette zu wählen,
die sich während der Verweilzeit im Lager
nicht verfestigen. Eine Verfestigung behindert
den Fettaustausch und kann zum
Blockieren des Lagers führen.
Bei tiefer Temperatur kann mit Tieftemperaturfetten
eine niedrigere Startreibung
erreicht werden als mit Standardfetten.
Tieftemperaturfette sind Schmierfette
mit niedrigviskosem Grundöl und
meist Lithiumseife als Verdicker. Mehrzweckfette
sind bei Verwendung im Tieftemperaturbereich
sehr steif und verursachen
daher eine hohe Startreibung. Bei
gleichzeitig niedriger Lagerbelastung
kann dann im Lager Schlupf mit Verschleiß
an den Rollkörpern und Laufbahnen
auftreten. Die Ölabgabe und damit
die Schmierwirkung von Standard-,
Hochlast- und Hochtemperaturfetten ist
bei niedriger Temperatur deutlich herabgesetzt.
Die untere Temperatureinsatzgrenze
wird entsprechend DIN 51 825
nach der Förderbarkeit festgelegt. Diese
Begrenzung bedeutet nicht, daß bei dieser
Temperatur die Schmierung ausreicht.
Ab einer bestimmten Mindestdrehzahl
wirkt sich die tiefe Temperatur in Verbindung
mit einer ausreichenden Belastung
aber meistens nicht schädlich aus. Nach
kurzer Laufzeit steigt auch bei Mehrzweckfetten
die Temperatur auf übliche
Werte an. Nachdem das Fett verteilt ist,
sinkt die Reibung auf normale Werte ab.
Generell kritisch sind jedoch Lagerungen,
die unter extremer Kühlwirkung
betrieben werden, besonders wenn sie
sich nur gelegentlich oder sehr langsam
drehen.
Kondenswasser kann sich in der Lagerung
bilden und zu Korrosion führen,
wenn die Maschine in feuchter Umgebung
arbeitet, z. B. im Freien, und die
Lagerung während längerer Betriebspausen
abkühlt. Kondenswasser tritt besonders
dann auf, wenn große Freiräume im
Lager oder Gehäuse vorliegen. Günstig
sind dann Natron- und Lithiumseifenfette.
Natronseifenfett nimmt größere Mengen
Wasser auf, d. h. es emulgiert mit
Wasser, wird aber unter Umständen so
weich, daß es aus dem Lagerraum austritt.
Lithiumseifenfett emulgiert nicht
mit Wasser, es bietet mit entsprechenden
Zusätzen einen guten Korrosionsschutz.
Bei Spritzwassereinwirkung wird ein
wasserabweisendes Fett empfohlen, z. B .
ein Kalziumseifenfett der Konsistenzklasse
3. Weil Kalziumseifenfette kein
Wasser binden, enthalten sie einen Rostschutzzusatz.
Beständig gegen besondere Medien
(kochendes Wasser, Dampf, Laugen, Säuren,
aliphatische und chlorierte Kohlenwasserstoffe)
sind gewisse Sonderfette.

Liegen solche Bedingungen vor, sollte
FAG befragt werden.
Eine Unterstützung der Dichtung
durch Fett trägt dazu bei, Verunreinigungen
vom Lager fernzuhalten. Steife
Fette (Konsistenzklasse 3 oder höher) bilden
am Wellendurchtritt einen schützenden
Kragen, halten sich gut im Dichtspalt
von Labyrinthen und betten Fremdkörper
ein. Bei berührenden Dichtungen
muß das Fett auch die Gleitfläche Dichtlippe/Welle
schmieren. Es ist die Verträglichkeit
des Fettes mit dem Dichtungsmaterial
zu überprüfen.
Kritische Belastungen durch radioaktive
Strahlung können beispielsweise
in Kernkraftanlagen auf die Lagerung
und damit auf das Fett einwirken. Maßgebend
ist die gesamte Energiedosis, also
entweder die Strahleneinwirkung kleiner
Intensität über lange Zeit oder hoher Intensität
(Energiedosisrate) über kurze
Zeit. Hierbei darf die Energiedosisrate allerdings
einen Wert von 10 J/(kg · h)
nicht überschreiten. Folgen von Strahlungsbeanspruchung
sind Änderung der
Konsistenz und des Tropfpunktes, Verdampfungsverluste
und Gasentwicklung.
Die Gebrauchsdauer eines durch Strahlung
beanspruchten Fettes errechnet sich
29: Wirkung von Schmierstoffzusätzen
Zusätze (Additive) Wirkung der Zusätze
aus t = S/R, sofern nicht andere Beanspruchungskriterien
zu einer geringeren
Gebrauchsdauer führen. In dieser Formel
sind t die Gebrauchsdauer in h, S die für
das Fett mögliche Energiedosis in J/kg, R
die Energiedosisrate in J/(kg h). Normale
Fette vertragen eine Energiedosis bis
S = 2 · 10 4 J/kg, besonders strahlungsresistente
Sonderfette eine Energiedosis bis
S = 2 · 10 7 J/kg, wenn Gammastrahlung
vorliegt (siehe auch Anhang, Stichwort
Strahlung). Im Primärkreislauf von Kernkraftanlagen
sind bestimmte Stoffe (beispielsweise
Molybdändisulfid, Schwefel,
Halogene) starken Veränderungen unterworfen.
Es ist daher darauf zu achten,
daß im Primärkreislauf eingesetzte Fette
solche Stoffe nicht enthalten.
Schwingungen bringen bei vielen Fetten
eine häufige, zufällige Fettergänzung
an den Kontaktflächen durch Fettumverteilung
am und im Lager mit sich; sie
können das Fett in Öl und Verdicker aufspalten.
Es wird empfohlen, ein Fett nach
der Tabelle, Bild 26, zu wählen und kurzfristig,
z. B. wöchentlich, nachzuschmieren.
Günstige Erfahrungen liegen auch
mit schwingungsstabilen Mehrzweckfetten
der Konsistenzklasse 3 vor, beispielsweise
bei Vibrationsmotoren.
Auswahl des Schmierstoffs
Fett
Bei Lagerungen im Vakuum verdampft
das Grundöl des Fettes je nach
Unterdruck und Temperatur mit der
Zeit. Deck- und Dichtscheiben halten
das Fett im Lager und verringern Abdampfverluste.
Die Fettwahl erfolgt nach
der Tabelle, Bild 26.
Bei schräg und senkrecht angeordneten
Wellen besteht die Gefahr, daß das
Fett infolge der Schwerkraft aus dem Lager
austritt. Es sollte nach der Tabelle,
Bild 26 (Seite 25), ein haftfähiges Fett der
Konsistenzklasse 3 bis 4 vorgesehen werden,
das mit Stauscheiben im Lager gehalten
wird.
Bei häufig stoßartiger Beanspruchung
oder sehr hoher Belastung sind Fette der
Konsistenzklasse 1 bis 2 mit hoher Grundölviskosität
(ISO VG 460 bis ISO VG
1500) von Vorteil. Diese Fette bilden einen
dicken hydrodynamischen Schmierfilm,
der Stöße gut dämpft und Verschleiß
besser verhindert als eine durch
EP-Zusätze erreichte chemisch wirksame
Schmierung. Nachteil der Fette mit
hoher Grundölviskosität ist, daß wegen
ihrer geringen Ölabgabe die wirksame
Anwesenheit des Schmierstoffs durch
Oxidationsinhibitoren Verhindern die frühzeitige Entstehung von Alterungsrückständen
Korrosionsschutzstoffe Verhindern Korrosion auf Metallflächen
Detergentien Alterungsrückstände werden abgelöst
Dispersantien Schlammbildende, unlösliche Verbindungen werden in Schwebe gehalten.
Es kommt nicht zu Ablagerungen auf Metallteilen. Auch Wasser wird als stabile Emulsion
in Schwebe gehalten.
Schmierungsverbessernde polare Zusätze Verringern Reibung und Verschleiß beim Betrieb im Mischreibungsbereich
EP-Zusätze, Verschleißschutzzusätze Verringern Reibung und Verschleiß, Fressen wird reduziert
Rostschutzstoffe Rostverhinderung auf Metallteilen während Stillstandsperioden
Metalldeaktivatoren Katalytische Einflüsse von Metallen auf den Oxidationsprozeß werden vermieden
Pourpointverbesserer Pourpoint wird herabgesetzt
Viskositätsindexverbesserer Minderung des Viskositätsabfalls bei zunehmender Temperatur
Schauminhibitoren Schaumbildung wird verringert
29 FAG

Auswahl des Schmierstoffs
Fett · Öl
hohen Füllungsgrad oder kurzfristigeres
Nachschmieren gesichert werden muß.
Fettwahl für for-life-Schmierung oder
für häufige Nachschmierung nach der
Tabelle, Bild 26 (Seite 25). Anhand der in
den Tabellen, Bilder 26 und 27, aufgelisteten
Beanspruchungen kann man die
erforderlichen Eigenschaften des
Schmierfetts festlegen und danach ein
geeignetes FAG-Fett oder ein Fett aus den
Listen der Fetthersteller wählen. Im
Zweifelsfall bitte bei FAG rückfragen.
3.2 Auswahl des geeigneten Öles
Zur Schmierung von Wälzlagern sind
grundsätzlich Mineralöle und Synthese-
30: Kennwerte verschiedener Öle
FAG 30
öle geeignet. Schmieröle auf Mineralölbasis
werden heute am häufigsten verwendet.
Diese Mineralöle müssen mindestens
die Anforderungen nach DIN 51 501 erfüllen.
Sonderöle, oft synthetische Öle,
werden eingesetzt, wenn extreme
Betriebsbedingungen vorliegen oder
besondere Anforderungen an die Beständigkeit
des Öles bei erschwerten Bedingungen
(Temperatur, Strahlung usw.) gestellt
werden. Namhafte Ölhersteller weisen
eigene erfolgreiche FE8-Prüfungen
nach. Wichtige chemisch-physikalische
Daten von Ölen und Angaben zu ihrer
Eignung sind in der Tabelle, Bild 30, enthalten.
Die Wirkung von Zusätzen zeigt
die Tabelle, Bild 29. Besondere Bedeutung
haben die Zusätze für den Lagerbetrieb
im Mischreibungsbereich.
3.2.1 Empfohlene Ölviskosität
Die erreichbare Lebensdauer und die
Sicherheit gegen Verschleiß sind um so
höher, je besser die Kontaktflächen durch
einen Schmierfilm getrennt sind. Da die
Schmierfilmdicke mit der Viskosität des
Öles zunimmt, sollte nach Möglichkeit
ein Öl mit hoher Betriebsviskosität � gewählt
werden. Sehr lange Lebensdauer
läßt sich erreichen, wenn das Viskositätsverhältnis
� = �/� 1 = 3 ... 4 beträgt, Diagramme,
Bilder 5 bis 7. Hochviskose
Öle bringen jedoch nicht nur Vorteile.
Mit steigender Viskosität nimmt die
Schmierstoffreibung zu; bei tiefer, aber
auch bei normaler Temperatur können
Probleme mit der Zu- und Abführung
des Öles auftreten (Stau).
Ölart Mineralöl Polyalpha- Polyglykol Ester Silikonöl Alkoxyolefine
(wasser- fluoröl
unlöslich)
Viskosität bei 40 °C in mm 2 /s 2...4500 15...1500 20...2000 7...4000 4...100 000 20...650
Einsatz für Ölsumpf-Temperatur
in °C bis 100 150 100...150 150 150...200 150...220
Einsatz für Ölumlauf-Temperatur
in °C bis 150 200 150...200 200 250 240
Pourpoint in °C -20 2 ) -40 2 ) -40 -60 2 ) -60 2 ) -30 2 )
Flammpunkt in °C 220 230...260 2 ) 200...260 220...260 300 2 ) -
Verdampfungsverluste mäßig niedrig mäßig bis hoch niedrig niedrig 2 ) sehr niedrig 2 )
Wasserbeständigkeit gut gut gut 2 ), schlecht mäßig
trennbar, da bis gut 2 ) gut gut
gleiche Dichte
V-T-Verhalten mäßig mäßig bis gut gut gut sehr gut mäßig bis gut
Eignung für hohe Temperaturen
(≈ 150 °C) mäßig gut mäßig bis gut 2 ) gut 2 ) sehr gut sehr gut
Eignung für hohe Last sehr gut 1 ) sehr gut 1 ) sehr gut 1 ) gut schlecht 2 ) gut
Verträglichkeit mit Elastomeren gut gut 2 ) mäßig, mäßig bis sehr gut gut
bei Anstrichen schlecht
prüfen
Preisrelationen 1 6 4...10 4...10 40...100 200...800
1 ) mit EP-Zusätzen
2 ) abhängig vom Öltyp

Das Öl ist daher so zäh zu wählen, daß
sich eine möglichst hohe Ermüdungslaufzeit
ergibt, aber auch ständig die ausreichende
Versorgung der Lager mit Öl
sichergestellt ist.
In Einzelfällen kann die Betriebsviskosität
nicht in der gewünschten Höhe
realisiert werden,
– weil die Ölauswahl noch von anderen
Komponenten der Maschine bestimmt
wird und diese ein dünnflüssiges Öl
erfordern,
– weil für eine Umlaufschmierung ein
ausreichend fließfähiges Öl vorgesehen
werden soll, um Verunreinigungen
und Wärme aus der Lagerung abführen
zu können,
– weil zeitweise höhere Temperatur oder
sehr niedrige Umfangsgeschwindigkeit
vorliegt und dann die Betriebsviskosität,
die mit dem zähesten anwendbaren
Öl erreicht werden kann, noch
unterhalb der angestrebten Viskosität
liegt.
In solchen Fällen kann auch ein Öl
verwendet werden, das eine niedrigere
Viskosität als die empfohlene hat. Dann
muß das Öl jedoch wirksame EP-Zusätze
enthalten und seine Eignung durch eine
Prüfung auf dem FAG Prüfstand FE8
nachgewiesen sein. Anderenfalls ist je
nach Abweichung vom Sollwert mit verminderter
Ermüdungslaufzeit und Verschleißerscheinungen
an den Funktionsflächen
zu rechnen, wie die Berechnung
der "erreichbaren Lebensdauer" ausweist.
Bei besonders hoch additivierten Mineralölen
ist die Verträglichkeit mit Dichtungswerkstoffen
und Käfigwerkstoffen
zu beachten.
3.2.2 Ölauswahl nach Betriebsbedingungen
– Normale Betriebsbedingungen:
Bei normalen Betriebsbedingungen
(Atmosphärendruck, Temperatur
maximal 100 °C bei Ölsumpf und
150 °C bei Ölumlauf, Belastungsverhältnis
P/C < 0,1, Drehzahl bis zur
zulässigen Drehzahl) können unlegierte
Öle, bevorzugt aber inhibierte Öle
(Korrosions- und Alterungsschutz,
Kennbuchstabe L nach DIN 51 502)
verwendet werden. Wenn die gegebenen
Viskositätsempfehlungen nicht
eingehalten werden können, sind Öle
mit geeigneten EP-Additiven und Verschleißschutzzusätzen
vorzusehen.
– Hohe Drehzahlkennwerte:
Liegen hohe Umfangsgeschwindigkeiten
vor (k a · n · d m > 500 000 min –1 · mm),
ist ein oxidationsstabiles Öl mit guter
Schaumdämpfung und mit günstigem
Viskositäts-Temperatur-Verhalten
(V-T-Verhalten) vorteilhaft, bei dem
die Viskosität mit steigender Temperatur
weniger stark abnimmt. Geeignete
synthetische Öle mit gutem V-T-Verhalten
sind Ester, Polyalphaolefine
und Polyglykole. In der Anlaufphase,
wenn die Temperatur meistens niedrig
ist, wird hohe Planschreibung und damit
Erwärmung vermieden; bei der
höheren Beharrungstemperatur bleibt
eine ausreichende Viskosität zur Sicherstellung
der Schmierung erhalten.
- Hohe Belastungen:
Sind die Lager hoch belastet
(P/C > 0,1) oder ist die Betriebsviskosität
� kleiner als die Bezugsviskosität
� 1, sollten Öle mit Verschleißschutzzusätzen
verwendet werden (EP-Öle,
Kennbuchstabe P nach DIN 51 502).
EP-Zusätze mindern die schädlichen
Auswirkungen der stellenweise auftretenden
metallischen Berührung.
Die Eignung von EP-Additiven ist unterschiedlich
und meist stark temperaturabhängig.
Die Wirksamkeit kann
nur durch eine Prüfung im Wälzlager
(FAG Prüfstand FE8) beurteilt werden.
- Hohe Temperatur:
Bei Ölen für hohe Betriebstemperaturen
hat neben der Einsatztemperaturgrenze
das V-T-Verhalten besondere
Bedeutung. Die Auswahl ist anhand
von Öleigenschaften zu treffen, siehe
Abschnitt 3.2.3.
3.2.3 Ölauswahl nach Öleigenschaften
Mineralöle sind nur bis ca. 150 °C beständig.
Je nach Temperatur und Verweilzeit
im Heißbereich entstehen Alterungs-
Auswahl des Schmierstoffs
Öl
produkte, die die Schmierwirkung beeinträchtigen
und sich als feste Rückstände
(Ölkohle) im Lager oder in Lagernähe absetzen.
Mineralöle sind bei Wasserzutritt
nur bedingt gut einsetzbar, auch wenn sie
Wirkstoffe zur Verbesserung der Wasserverträglichkeit
enthalten. Es werden zwar
Korrosionsschäden vermieden, aber das
in Form einer stabilen Emulsion vorliegende
Wasser kann zu verminderter Lebensdauer
und erhöhter Rückstandsbildung
führen. Der zulässige Wasseranteil
kann zwischen wenigen Promillen
und mehreren Prozenten liegen. Er ist
vom Ölaufbau und der Additivierung abhängig.
Ester (Diester und sterisch gehinderte
Ester) sind thermisch stabil (–60 bis
+200 °C), haben ein günstiges V-T-Verhalten,
zeigen eine geringe Flüchtigkeit
und eignen sich daher gut für den Einsatz
bei hohen Drehzahlkennwerten und
hoher Temperatur. Ester sind meist mit
Mineralölen mischbar und können mit
Zusätzen angereichert werden. Bei Zutritt
von Wasser reagieren Ester je nach Typ
unterschiedlich. Manche Arten verseifen
und spalten sich in ihre Komponenten
auf, hauptsächlich dann, wenn sie basische
Zusätze enthalten.
Polyalkylenglykole haben ein günstiges
V-T-Verhalten und einen tiefen
Stockpunkt. Sie eignen sich daher für den
Einsatz bei hoher und tiefer Temperatur
(–50 bis +200 °C). Ihre hohe Oxidationsbeständigkeit
ermöglicht es, im Hochtemperaturbetrieb
die Ölwechselintervalle
auf den 2- bis 5fachen Wert der bei
Mineralöl üblichen Intervalle anzuheben.
Die meisten als Schmierstoffe eingesetzten
Polyalkylenglykole sind nicht wasserlöslich,
und sie haben ein schlechtes Wasserabscheidevermögen.
Grundsätzlich
sind Polyalkylenglykole nicht mit Mineralölen
mischbar. Zu beachten ist, daß ihr
Druck-Viskositäts-Koeffizient kleiner ist
als der anderer Öle. Polyalkylenglykole
können unter Umständen Dichtungen
und Lack im Gehäuse sowie Käfige, z. B.
aus Aluminium, angreifen.
31 FAG

Auswahl des Schmierstoffs
Öl
Polyalphaolefine sind synthetisch hergestellteKohlenwasserstoff-Verbindungen,
die sich in einem breiten Temperaturbereich
(–40 bis +200 °C) einsetzen
lassen. Ihre gute Oxidationsbeständigkeit
führt dazu, daß im Vergleich zu ähnlich
viskosen Mineralölen bei gleichen Bedingungen
eine mehrfache Standzeit erreicht
wird. Polyalphaolefine sind in jedem Verhältnis
mit Mineralölen mischbar. Sie
haben ein gutes Viskositäts-Temperatur-
Verhalten.
Silikonöle (Phenyl-Methyl-Siloxane)
können bei extremer Temperatur (–60 bis
+250 °C) eingesetzt werden, denn sie
weisen ein günstiges V-T-Verhalten auf,
haben eine geringe Flüchtigkeit und sind
thermisch sehr stabil. Ihre Belastbarkeit
(P/C ≤ 0,03) und ihr Verschleißschutzvermögen
sind allerdings gering.
FAG 32
Alkoxyfluoröle sind oxidations- und
auch wasserbeständig, aber teuer. Der
Druck-Viskositäts-Koeffizient und die
Dichte sind höher als bei Mineralölen mit
der gleichen Viskosität. Ihr Temperatur-
Einsatzbereich ist –30 bis +240 °C.
Schwer entflammbare Hydraulikflüssigkeiten
nehmen eine Sonderstellung
ein. Sie werden aus sicherheitstechnischen
Gründen seit vielen Jahren im Untertagebetrieb
im Bergbau, auf Schiffen,
in Flugzeugen und feuergefährdeten Industrieanlagen
eingesetzt. Gründe für
ihre zunehmende Verwendung sind:
– bessere Entsorgung als Mineralöl
– Preis
– Verfügbarkeit
– Brandschutz
Die schwer entflammbaren Hydraulikflüssigkeiten
müssen definierte Anforderungen
erfüllen hinsichtlich Schwerent-
flammbarkeit, Arbeitshygiene und ökologischer
Unbedenklichkeit. Die unterschiedlichen
Flüssigkeitsgruppen sind im
7. Luxemburger Bericht definiert, siehe
Tabelle, Bild 31.
Anwendungsbeispiele:
Die Flüssigkeitstypen HFA-E und
HFA-S mit bis zu 99 Vol.-% Wasser werden
vorwiegend in Chemieanlagen,
hydraulischen Pressen und im hydraulischen
Strebausbau eingesetzt.
Die Flüssigkeiten des Typs HFC mit
bis zu 45 Vol.-% Wasser wendet man
meist in Arbeitsmaschinen an, z. B. in
Hydroladern, Bohrhämmern und Druckmaschinen.
Die synthetischen HFD-Flüssigkeiten
werden in Seilbahnmaschinen, Walzenladern,
hydrostatischen Kupplungen,
Pumpen sowie in Druckmaschinen verwendet.
31: Einteilung der schwer entflammbaren Hydraulikflüssigkeiten nach dem 7. Luxemburger Bericht und weitere Kenndaten
Flüssigkeits- Zusammensetzung ISO VG Üblicher Schwer- Dichte Normen Erreichbarer
gruppe der Flüssigkeit Klasse Betriebstempe- entflamm- bei 15 °C und a 23-Faktor
raturbereich barkeit Vorschriften
°C g/cm 3
HFA-E Öl-in-Wasser-Emulsion mit
Emulgierölgehalt max. 20 Vol.-%,
übliche Gehalte 1 bis 5 Vol.-% keine +5 ... +55 sehr gut ca. 1 DIN 24 320 < 0,05
HFA-S in Wasser gelöste Flüssigkeits- Festlegung
konzentrate
üblicher Gehalt ≤ 10 Vol.-%
HFB Öl-in-Wasser-Emulsion mit 32, 46, +5 ... +60 gut 0,92 ... 1,05 -
ca. 40 Vol.-% Wasser 68, 100
HFB-LT*
HFC Wäßrige Polymerlösung (Polyglykole) 15, 22, 32, -20 ... +60 sehr gut 1,04 ... 1,09 < 0,2
mit mindestens 35 Vol.-% Wasser 46, 68, 100
HFD Wasserfreie Flüssigkeiten 15, 22, 32, -20 ... +150 gut 1,10 ... 1,45 VDMA 24317
46, 68, 100
HFD-R Phosphorsäureester < 0,8
HFD-S chlorierte Kohlenwasserstoffe < 0,5
HFD-T Gemisch aus Phosphorsäureester und
chlorierten Kohlenwasserstoffen < 1
HFD-U andere Verbindungen ≤ 1
(z. B. synth.
Ester)
* Der Zusatz LT kennzeichnet HFB-Flüssigkeiten, die eine gute Emulsionsbeständigkeit bei niedrigen Temperaturen haben und somit besser für
Langzeitlagerung geeignet sind.

3.3 Auswahl von Festschmierstoffen
Mit Festschmierstoffen wird nur in
Sonderfällen geschmiert, bei denen Keramiklager
oder eine Schmierung mit Fett
oder Öl nicht möglich sind. Solche Anwendungsfälle
sind beispielsweise
– Lagerungen im Vakuum, wo Öl intensiv
abdampft
– Lagerungen bei extrem hoher Temperatur,
z. B. Brennofenwagen der keramischen
Industrie
– Lagerungen, bei denen infolge der auftretenden
Kräfte Öl oder Fett auf
Dauer nicht im Lager verbliebe, z. B.
bei Verstellschaufellagerungen von Gebläsen
(Fliehkraft)
– Lagerungen in den Bereichen Kernund
Raumfahrttechnik bei hoher
radioaktiver Bestrahlung
Die gebräuchlichsten Festschmierstoffe
sind Graphit und Molybdändisulfid
(MoS 2). Sie werden als Pulver, gebunden
mit Öl als Paste oder in Verbindung
mit Kunststoff als Gleitlack verwendet.
Zu den Festschmierstoffen zählen auch
Polytetrafluoräthylen (PTFE) und
Weichmetallfilme (beispielsweise Kupfer
oder Gold). Sie werden allerdings nur selten
vorgesehen.
Die Oberflächen werden meist phosphatiert,
um eine bessere Haftung des
Pulverfilms zu erreichen. Stabilere
Schichten erhält man durch Aufbringen
von Gleitlack auf phosphatierten Oberflächen.
Gleitlackfilme sind allerdings
nur bei geringer Belastung anwendbar.
Besonders dauerhaft sind Metallfilme, die
elektrolytisch abgeschieden oder durch
Kathodenzerstäubung im Ultrahochvakuum
aufgebracht sind. Günstig ist
eine Nachbehandlung mit Molybdändisulfid.
Bei einer Schmierung mit Feststoffen
verringert sich die Lagerluft um
den 4fachen Betrag der Festschmierstoff-
Schichtstärke im Kontakt. Es sind deshalb
Wälzlager mit entsprechend größerer
Lagerluft vorzusehen. Die thermische
und chemische Beständigkeit von Festschmierstoffen
ist begrenzt.
Langsam umlaufende Wälzlager
(n · d m < 1 500 min –1 · mm) können mit
Molybdändisulfid- oder Graphit-Pasten
geschmiert werden. Das in der Paste enthaltene
Öl verdampft bei einer Temperatur
von etwa 200 °C nahezu rückstandsfrei.
Liegt der Drehzahlkennwert über
n · d m = 1 500 min –1 · mm, werden Wälzlager
statt mit Pasten meist mit Pulver
oder Gleitlack geschmiert. Ein Pulverfilm
wird durch Einreiben von Festschmierstoff
in die mikroskopisch feinen Unebenheiten
der Oberflächen erzielt.
Graphit kann bis zu einer Betriebstemperatur
von 450 °C eingesetzt werden,
da er über einen großen Temperaturbereich
oxidationsbeständig ist. Gegen
Strahlung ist Graphit nicht besonders
beständig.
Molybdändisulfid ist bis 400 °C einsetzbar.
Es behält seine guten Gleiteigenschaften
auch bei tiefer Temperatur. In
Gegenwart von Wasser neigt es zu elektrolytischer
Korrosion. Gegenüber Säuren
und Laugen hat Molybdändisulfid nur
geringe Beständigkeit.
Bei Gleitlack ist die Verträglichkeit
mit den Umgebungsmedien zu beachten.
Organische Binder von Gleitlack entweichen
bei hoher Temperatur, worunter die
Haftfähigkeit des Gleitlackes leidet. Anorganischer
Lack enthält als Bindemittel
anorganische Salze. Diese Lacke sind
thermisch hoch belastbar und gasen im
Hochvakuum nicht aus. Der bei allen
Lacken nur mäßige Korrosionsschutz ist
bei anorganischen Lacken etwas ungünstiger
als bei organischen.
Pasten teigen an und verfestigen sich,
wenn Staub in die Lager gelangt. Bei
staubiger Umgebung verhalten sich Gleitlackfilme
daher günstiger.
In Sonderfällen können Wälzlager
auch mit "selbstschmierenden" Käfigen
ausgestattet sein, das sind Käfige mit eingelagerten
Festschmierstoffen oder mit einer
Füllung aus einer Mischung von Festschmierstoff
und Bindemittel. Die Rollkörper
übertragen den Schmierstoff auf
die Laufbahnen.
Auswahl des Schmierstoffs
Festschmierstoffe · Biologisch schnell abbaubare Schmierstoffe
3.4 Biologisch schnell abbaubare
Schmierstoffe
Für die Schmierung von Wälzlagern
stellen die Schmierstoffhersteller seit einigen
Jahren Fette und Öle zur Verfügung,
die teils auf der Basis von Pflanzenöl
(meist Rapsöl), in der Regel jedoch auf
synthetischer Basis (Esteröle) aufgebaut
sind. Die biologische Abbaubarkeit wird
nach CEC-L33-A93 sowie in Anlehnung
an DIN 51828 geprüft. Meist wird daneben
eine geringe Wassergefährdungsklasse
(WGK) gefordert, häufig auch eine
gesundheitliche Unbedenklichkeit.
Dadurch ist die Möglichkeit einer wirksamen
Additivierung oft behindert.
Biologisch abbaubare Schmierstoffe
auf Pflanzenölbasis sind nur für einen
eingeschränkten Temperaturbereich
geeignet.
Synthetische Schmierstoffe auf Esterbasis
bewegen sich dagegen auf einem
höheren Leistungsniveau und entsprechen
damit etwa denen auf herkömmlicher
Basis. Wegen ihrer biologischen Abbaubarkeit
werden sie bevorzugt bei Verlustschmierung
eingesetzt, also dort, wo
der verbrauchte Schmierstoff direkt in die
Umwelt gelangen kann. Grundsätzlich ist
ein gleich großer Streubereich in der
Qualität zu erwarten wie bei den herkömmlichen
Schmierstoffen.
33 FAG

Versorgung der Lager mit Schmierstoff
Fett
4 Versorgung der Lager mit
Schmierstoff
Die Schmierstoffmenge, die ein Wälzlager
benötigt, ist außerordentlich gering.
In der Praxis bemißt man sie wegen der
Betriebssicherheit der Lagerung meist
reichlicher. Zu viel Schmierstoff im Lager
kann jedoch schaden. Wenn überschüssiger
Schmierstoff nicht entweichen kann,
entstehen durch Plansch- oder Walkarbeit
Temperaturen, bei denen der Schmierstoff
geschädigt oder gar zerstört werden
kann.
Allgemein wird eine ausreichende Versorgung
sichergestellt
– durch Wahl der richtigen Schmierstoffmenge
und -verteilung im Lager
– durch Beachtung der Gebrauchsdauer
des Schmierstoffes und darauf abgestimmte
Schmierstoffergänzung oder
Schmierstoffwechsel
– durch die konstruktive Gestaltung der
Lagerstelle
– durch das Schmierverfahren und die
dafür erforderlichen Geräte, Tabelle,
Bild 20 (Seite 20)
4.1 Versorgung der Lager mit Fett
4.1.1 Geräte
Bei Fettschmierung ist meist kein oder
nur geringer Geräteaufwand erforderlich,
um die Lager ausreichend zu schmieren.
Bei der Lagermontage werden die Lager
meist von Hand gefettet, wenn nicht bereits
vom Hersteller gefettete Lager eingebaut
werden. Manchmal verwendet man
zur Befettung auch Injektionsspritzen
oder Fettpressen.
Geräte für die Nachfettung sind im
Abschnitt 4.1.5 aufgeführt.
4.1.2 Erstbefettung und Neubefettung
Beim Befetten der Lager sind folgende
Hinweise zu beachten:
– Lager so mit Fett füllen, daß alle
Funktionsflächen sicher Fett erhalten.
– Gehäuseraum neben dem Lager nur so
weit mit Fett füllen, daß das aus dem
FAG 34
Lager verdrängte Fett noch gut Platz
findet. Hierdurch wird vermieden, daß
zu viel Fett im Lager mit umläuft.
Schließt an das Lager ein größerer und
ungefüllter Gehäuseraum an, dann
entweicht das aus dem Lager tretende
Fett aus der unmittelbaren Lagerumgebung,
und die schmierunterstützende
Wirkung für das Lager geht verloren.
In einem solchen Fall sollte man
Lager mit Deck- oder Dichtscheiben
einbauen oder durch Stauscheiben
dafür sorgen, daß genügend Fett im
Lagerinnenraum bleibt. Empfohlen
wird eine Fettfüllung von ca. 30 % des
freien Lagerinnenraums.
– Sehr schnell umlaufende Lager, beispielsweise
Spindellager, nur teilweise
befüllen (20 bis 30 % des freien
Raumes), um die Fettverteilung beim
Anlauf der Lager zu erleichtern und zu
beschleunigen.
– Langsam umlaufende Lager
(n · d m < 50 000 min –1 · mm) und
deren Gehäuse voll mit Fett füllen.
Die auftretende Walkreibung ist unbedeutend.
Beidseitig mit Dichtscheiben (2RSR
oder 2RS) oder Deckscheiben (2ZR oder
2Z) abgedichtete Rillenkugellager werden
gefettet geliefert (siehe Erläuterungen
zum Bild 39 auf Seite 40). Die eingebrachte
Fettmenge füllt ca. 30 % des freien
Lagerraumes aus. Diese Füllmenge
wird auch bei hohen Drehzahlkennwerten
(n · d m > 400 000 min –1 · mm) gut
vom Lager gehalten. Bei noch schneller
drehenden Lagern ist der Füllungsgrad
etwa 20 % des freien Lagerraumes. Ein
höherer Füllungsgrad abgedichteter Lager
führt zu mehr oder weniger kontinuierlichem
Fettverlust, so lange, bis der normale
Füllungsgrad erreicht ist.
Lager mit drehendem Außenring können
bei höheren Umfangsgeschwindigkeiten
nur eine Füllung von ca. 15 % des
freien Lagerraumes halten.
Richtiger Füllungsgrad schafft günstiges
Reibungsverhalten und geringen Fettverlust.
Bei höheren Drehzahlkennwerten
stellt sich meistens während der Anlaufphase,
gelegentlich auch über mehrere
Stunden, erhöhte Lagertemperatur ein,
Bild 32.
32: Reibungsmoment M r und Temperatur � eines frisch gefetteten
Rillenkugellagers
M r
3
2
N·m
1
M r
ϑ
0
0 1 2 h 3
t
100
°C
80
60
40
ϑ

Die Temperatur ist um so höher und
die Phase der erhöhten Temperatur um so
länger, je stärker die Lager und die Räume
neben den Lagern mit Fett gefüllt
sind und je mehr der freie Fettaustritt erschwert
wird. Abhilfe bringt ein sogenannter
Intervalleinlauf mit entsprechend
festgelegten Stillstandszeiten zur Abkühlung,
wie er z. B. für Spindellagerungen
von Werkzeugmaschinen angewandt
wird.
Voraussetzung für eine Lebensdauerschmierung
ist, daß das eingebrachte Fett
durch Dichtungen oder Stauscheiben im
Lager oder in Lagernähe gehalten wird.
Dieses Fett in Lagernähe bewirkt grundsätzlich
eine Verlängerung der Schmierfrist,
da bei höherer Temperatur das
Depotfett Öl abgibt, das, zumindest teilweise,
zur Lagerschmierung beiträgt und
durch Erschütterung gelegentlich wieder
Frischfett aus der Umgebung in das Lager
gelangt (Nachschmierung).
Wenn eine hohe Temperatur am Lager
zu erwarten ist, sollte neben dem Lager
ein Fettdepot mit einer zum Lager hin
freien, möglichst großen ölabgebenden
Fläche vorgesehen werden. Das kann beispielsweise
durch eine abgewinkelte Stauscheibe
erreicht werden, Bild 40 (Seite
40). Die günstige Menge für das Fettdepot
beträgt das 3- bis 5fache des normalen
Füllungsgrades entweder auf einer
Seite, oder besser zu gleichen Teilen
rechts und links vom Lager.
Bei unterschiedlichem Druck vor und
hinter dem Lager kann eine Luftströmung
das Fett und das abgegebene
Grundöl aus dem Lager herausfördern,
andererseits jedoch auch Schmutz ins
Lager hineinbringen. In solchen Fällen ist
ein Druckausgleich über Durchbrüche
und Bohrungen an den Umbauteilen erforderlich.
4.1.3 Fettgebrauchsdauer
Die Fettgebrauchsdauer ist die Zeit
vom Anlauf bis zum Ausfall eines Lagers
als Folge eines Versagens der Schmierung.
Sie hängt ab von
– Fettmenge
– Fettart (Verdicker, Grundöl, Additive)
– Lagerbauart und -größe
– Höhe und Art der Belastung
– Drehzahlkennwert
– Lagertemperatur
– Einbauverhältnissen
Die Fettgebrauchsdauer wird durch
Versuche – z. B. mit dem FAG Wälzlagerfettprüfgerät
FE9 – im Labor ermittelt.
Solche Versuche können nur statistisch
ausgewertet werden, da selbst unter gleichen
Versuchsbedingungen (gleiche Betriebsparameter,
qualitativ gleiche Lager,
gleiche Fettcharge) je nach Fettart mit
einer Streuung der Fettausfallzeiten bis
1 : 10 zu rechnen ist. Fettgebrauchsdauerwerte
lassen sich daher, ähnlich wie
bei der Ermüdungslebensdauer der Wälzlager,
nur für eine gewisse Ausfallwahrscheinlichkeit
angeben. Die Fettgebrauchsdauer
F 10 eines bestimmten
Fettes gilt für 10 % Ausfallwahrscheinlichkeit.
4.1.4 Schmierfrist
Die Schmierfrist wird definiert als die
mindestens erreichte Fettgebrauchsdauer
F10 von Standardfetten, die die Mindestanforderungen
nach DIN 51 825 erfüllen.
Spätestens nach Ablauf der Schmierfrist
ist das Lager neu zu befetten oder
nachzuschmieren, siehe Abschnitt 4.1.5.
Für Standardfette auf Lithiumseifenbasis
ist in Bild 33 die Schmierfrist tf für
übliche Praxisfälle bei günstigen Umgebungsbedingungen
aufgetragen. Ausgegangen
wird von Lithiumseifenfetten
der Konsistenzklasse 2–3 und Betriebstemperaturen
bis 70 °C (gemessen am
Lageraußenring), die kleiner als die
Grenztemperatur des Fettes sind, sowie
Belastungen entsprechend P/C < 0,1.
Bei höheren Belastungen oder Temperaturen
ist die Schmierfrist geringer.
Ab 70 °C (Grenztemperatur) ist bei
Lithiumseifenfetten mit mineralischem
Grundöl die Schmierfrist auf f3 · tf verkürzt.
Bei Natron- und Kalziumseifenfetten
liegt die Grenztemperatur bei 40
bis 60 °C, bei Hochtemperaturfetten bei
80 bis 100 °C oder höher.
Versorgung der Lager mit Schmierstoff
Fett
In Bild 33 ist die Schmierfrist in Abhängigkeit
von k f · n · d m aufgetragen.
Für die einzelnen Lagerbauarten gelten
unterschiedliche Faktoren k f. Wenn
Spannen genannt werden, sind für die
schwereren Reihen die größeren Werte,
für die leichteren Reihen die kleineren
Werte anzusetzen.
Gegenüber der Fettgebrauchsdauer
unter Idealbedingungen sind in Bild 33
für die Schmierfrist bei günstigen Praxisbedingungen
gewisse Sicherheiten berücksichtigt.
Wälzlageranwender rechnen
mit der Schmierfrist, wenn die Fettgebrauchsdauer
F 10 für das verwendete Fett
nicht bekannt ist. Soll die ganze Leistungsfähigkeit
eines Fettes ausgenutzt
werden, so kann man bei idealen Betriebsbedingungen
von der experimentell
ermittelten Fettgebrauchsdauer F 10 ausgehen,
oder man richtet sich nach Erfahrungswerten.
Ungünstige Betriebs- und Umgebungsbedingungen
bewirken eine Minderung
der Schmierfrist. Die verminderte
Schmierfrist t fq ermittelt man nach der
Beziehung
t fq = t f · f 1 · f 2 · f 3 · f 4 · f 5 · f 6
Minderungsfaktoren f1 bis f6 siehe
Tabelle, Bild 34 (Seite 37).
Als besonders fristverkürzend wirkt
sich bei Spaltdichtungen eine Luftströmung
durch das Lager aus. Die durchströmende
Luft altert den Schmierstoff,
führt Fett oder Öl aus dem Lager mit sich
und transportiert auch Verunreinigungen
in das Lagerinnere.
Fett mit hoher Grundölviskosität
(�40 ≥ 400 mm2 /s) gibt nur wenig Öl ab,
besonders bei niedriger Temperatur. Sein
Einsatz bedingt kurze Schmierfristen.
Durch die Dichtungen eingedrungene
Verunreinigungen (auch Wasser) beeinträchtigen
die Fettgebrauchsdauer.
Für eine Reihe von Lagerungen in der
Praxis läßt sich ein Gesamtminderungsfaktor
q angeben, der alle ungünstigen
Betriebs- und Umweltbedingungen
berücksichtigt, Tabelle, Bild 35 auf
Seite 37. Die verminderte Schmierfrist tfq ergibt sich aus
tfq = q · tf 35 FAG

Versorgung der Lager mit Schmierstoff
Fett
Liegen außergewöhnliche Betriebsund
Umweltbedingungen vor (hohe oder
tiefe Temperatur, hohe Belastung, hohe
Umfangsgeschwindigkeit) und wird mit
Sonderfetten geschmiert, die sich für diese
Betriebsbedingungen als günstig erwiesen
haben, kann in der Regel die sich aus
dem Diagramm, Bild 33, ergebende
Schmierfrist angesetzt werden.
Die Schmierfrist-Minderungsfaktoren
f 1, f 2, f 5 und f 6 gelten grundsätzlich auch
für Sonderfette. Die Last und Temperatur
betreffenden Minderungsfaktoren f 3 und
f 4 sowie die Grenztemperatur hierfür sind
vom Schmierstoffhersteller – bei Arcanol-
Fetten bei FAG – zu erfragen.
FAG 36
4.1.5 Nachschmierung, Nachschmierintervalle
Eine Nachschmierung oder ein Fettwechsel
ist erforderlich, wenn die Fettgebrauchsdauer
geringer ist als die zu erwartende
Lagerlebensdauer.
Nachgeschmiert wird mit Fettpressen
über Schmiernippel. Bei häufiger Nachschmierung
sind Fettpumpen und volumetrische
Dosierverteiler erforderlich
(Zentralschmierung, Fett-Sprühschmierung,
siehe Seite 21 und 24). Wichtig ist,
daß das Altfett vom Neufett verdrängt
werden kann, damit es zum Fettaustausch,
nicht aber zur Überschmierung
kommt.
Werden die nach Bild 33 bis 35 ermittelten
Schmierfristen merklich überschritten,
ist je nach Fettqualität mit
einer erhöhten Lagerausfallrate aufgrund
versagenden Schmierstoffs zu rechnen.
Deshalb ist ein rechtzeitiger Fettwechsel
oder eine Nachschmierung einzuplanen.
Fettwechselfristen sollten so festgelegt
werden, daß sie nicht länger als die
verminderten Schmierfristen t fq sind.
33: Schmierfristen bei günstigen Umgebungsbedingungen. Fettgebrauchsdauer F 10 für Standardfette auf Lithiumseifenbasis
nach DIN 51825, bei 70 °C, Ausfallwahrscheinlichkeit 10 %.
t f [h]
Schmierfrist
100 000
50 000
30 000
20 000
10 000
5 000
3 000
2 000
1 000
500
300
200
20
30 50 70 100 150 200 300 500 700 1000 1500 2000
k f · n · d m [10 3 min -1 ·mm]
Lagerbauart k f Lagerbauart k f
Rillenkugellager einreihig 0,9...1,1 Zylinderrollenlager einreihig 3...3,5*)
zweireihig 1,5 zweireihig 3,5
Schrägkugellager einreihig 1,6 vollrollig 25
zweireihig 2 Axial-Zylinderrollenlager 90
Spindellager � = 15° 0,75 Nadellager 3,5
� = 25° 0,9 Kegelrollenlager 4
Vierpunktlager 1,6 Tonnenlager 10
Pendelkugellager 1,3...1,6 Pendelrollenlager ohne Borde ("E") 7...9
Axial-Rillenkugellager 5...6 Pendelrollenlager mit Mittelbord 9...12
Axial-Schrägkugellager zweireihig 1,4
*) für radial und konstant axial belastete Lager; bei wechselnder
Axiallast gilt k f = 2

34: Minderungsfaktoren f 1 ... f 6 für
ungünstige Betriebs- und Umweltverhältnisse
Einfluß von Staub und Feuchtigkeit an
den Funktionsflächen des Lagers
mäßig f 1 = 0,9...0,7
stark f 1 = 0,7...0,4
sehr stark f 1 = 0,4...0,1
Einfluß von stoßartiger Belastung,
Vibrationen und Schwingungen
mäßig f 2 = 0,9...0,7
stark f 2 = 0,7...0,4
sehr stark f 2 = 0,4...0,1
Einfluß höherer Lagertemperatur
mäßig (bis 75 °C) f 3 = 0,9...0,6
stark (75 bis 85 °C) f 3 = 0,6...0,3
sehr stark (85 bis 120 °C) f 3 = 0,3...0,1
Einfluß hoher Belastung
P/C = 0,1...0,15 f 4 = 1,0...0,7
P/C = 0,15...0,25 f 4 = 0,7...0,4
P/C = 0,25...0,35 f 4 = 0,4...0,1
Einfluß von Luftströmung durch das
Lager
geringe Strömung f 5 = 0,7...0,5
starke Strömung f 5 = 0,5...0,1
Bei Zentrifugalwirkung oder bei
senkrechter Welle
je nach Abdichtung f 6 = 0,7...0,5
Versorgung der Lager mit Schmierstoff
Fett
35: Gesamtminderungsfaktoren q für verschiedene Anwendungsgebiete
Staub Stoßbelastung höhere hohe Luft- Faktor
Feuchtig- Vibrationen Lauf- Bela- strömung
keit Schwingungen tempe- stung
ratur q
Stationärer E-Motor - - - - - 1
Reitstockspitze - - - - - 1
Schleifspindel - - - - - 1
Flächenschleifmaschine - - - - - 1
Kreissägewelle • - - - - 0,8
Schwungrad einer
Karosseriepresse • - - - - 0,8
Hammermühle • - - - - 0,8
Leistungsbremse - - • - - 0,7
Radsatzlagerung für
Lokomotiven • • - - - 0,7
Elektromotor belüftet - - - - • 0,6
Seil-Umlenkscheiben
einer Bergbahn • • - - - - 0,6
Pkw-Vorderrad • • - - - 0,6
Textilspindel - • • • - - - 0,3
Backenbrecher • • • • - • - 0,2
Vibrationsmotor • • • • • - - 0,2
Siebsaugwalze • • • - - - - 0,2
Naßpreßwalze • • • - - - - 0,2
Arbeitswalze (Walzwerk) • • • - • - - 0,2
Zentrifuge • - - • • - 0,2
Schaufelradlagerung
eines Abraumgeräts • • • - - • - 0,1
Sägegatter • • • • - - -

Versorgung der Lager mit Schmierstoff
Fett
Bei einer Nachschmierung wird ein
Austausch von Neufett gegen Altfett
meist nur teilweise erreicht, weshalb die
Nachschmierintervalle entsprechend kürzer
anzusetzen sind (übliche Nachschmierintervalle
0,5 bis 0,7 · t fq). Welche
Nachschmiermengen in solchen Fällen
üblich sind, kann dem Bild 36 entnommen
werden.
36: Fett-Nachschmiermengen
Nachschmiermenge m1 bei wöchentlicher bis
jährlicher Nachschmierung
m1 = D · B · x [g]
Nachschmierung x
wöchentlich 0,002
monatlich 0,003
jährlich 0,004
Nachschmiermenge m2 bei extrem
kurzem Nachschmierintervall
m2 = (0,5...20) · V [kg/h]
Nachschmiermenge m3 vor Wiederinbetriebnahme
nach mehrjährigem
Stillstand
m3 = D · B · 0,01 [g]
V = freier Raum im Lager
≈π/4 · B · (D2 – d2 ) · 10 –9 – G/7800 [m3 ]
d = Lagerbohrungsdurchmesser [mm]
D = Lageraußendurchmesser [mm]
B = Lagerbreite [mm]
G = Lagergewicht [kg]
Nur eine Fettergänzung ist vorzunehmen,
wenn bei der Nachschmierung das
Altfett nicht abgeführt werden kann (keine
Freiräume im Gehäuse, keine Fettaustrittsbohrung,
kein Fettventil). Die zugeführte
Fettmenge sollte dann begrenzt
werden, um eine Überschmierung zu vermeiden.
Eine reichliche Nachschmierung ist
angebracht, wenn im Gehäuse große Freiräume
sind, Fettmengenregler, Fettaustrittsbohrung
oder Fettventile vorhanden
sind oder bei geringen Drehzahlen entsprechend
n · d m ≤ 100 000 min –1 · mm.
In solchen Fällen ist die Temperaturerhöhung
durch Fettwalkreibung gering.
FAG 38
Reichliche Nachschmierung verbessert
den Austausch von Alt- gegen Neufett
und unterstützt die Abdichtung gegen
Staub und Feuchtigkeit. Günstig ist eine
Nachschmierung bei betriebswarmem
und umlaufendem Lager.
Ein Fettaustausch ist bei langen
Schmierfristen anzustreben. Einen weitgehenden
Austausch von Alt- gegen Neufett
erreicht man mit Hilfe einer größeren
Fettmenge. Eine große Nachschmiermenge
ist vor allem dann erforderlich, wenn
aufgrund höherer Temperatur das Altfett
vorgeschädigt ist. Um möglichst viel Altfett
durch den "Spüleffekt" abzuführen,
wird mit einer Menge nachgeschmiert,
die bis zu dreimal so groß ist wie die in
Bild 36 angegebene Fettmenge. Nicht alle
Fette eignen sich für eine Spülschmierung.
Geeignete Fette empfehlen die
Schmierstoffhersteller. Eine gleichmäßige
Fettführung über den Lagerumfang erleichtert
den Fettaustausch. Konstruktive
Beispiele hierzu zeigen die Bilder 42 bis
46. Voraussetzung für einen weitgehenden
Austausch von Alt- gegen Neufett ist,
daß das Altfett frei entweichen kann oder
ein ausreichend großer Raum zur Aufnahme
des Altfettes zur Verfügung steht.
Sehr kurze Nachschmierintervalle
(täglich oder kürzer) ergeben sich dann,
wenn extreme Beanspruchungen vorliegen
(n · d m > 500 000 min –1 · mm; P/C > 0,3;
t > 140 °C oder Kombinationen auch
niedrigerer Werte). In solchen Fällen ist
der Einsatz einer Schmierfettpumpe
gerechtfertigt. Es ist darauf zu achten,
daß das Fett im Lager, im Gehäuse und in
der Zuführleitung ausreichend förderbar
bleibt. Bei sehr hoher Temperatur kann
an diesen Stellen eine Verfestigung auftreten,
die eine weitere Nachschmierung
verhindert. Die Folge einer solchen Verfestigung
kann auch ein Blockieren der
Dosierventile sein.
Eine Unterstützung der Abdichtung
durch austretendes Fett erreicht man,
wenn ständig in kurzen Abständen kleine
Mengen nachgeschmiert werden. Die
Nachschmiermenge pro Stunde kann
hierbei 1 / 2- bis mehrfach so groß wie die
in den freien Lagerinnenraum passende
Fettmenge sein. Bei Anwendung der in
Bild 36 empfohlenen Mengen m 2 für extrem
kurze Nachschmierintervalle beträgt
die Austrittsgeschwindigkeit des Fettes
am Dichtspalt je nach Spaltweite
2 cm/Tag und mehr.
Bei hoher Temperatur ist Fettschmierung
entweder mit billigem, nur kurzzeitig
stabilem Fett oder teurem, temperaturstabilem
Fett möglich. Für die
kurzzeitig stabilen Fette haben sich Nachschmiermengen
entsprechend 1 bis 2 %
des freien Lagerraumes pro Stunde für die
Schmierung gut bewährt. Bei stabilen
und sehr teuren Sonderfetten reichen bereits
deutlich geringere Nachschmiermengen
aus. Bei solch kleinen Mengen ist
allerdings die Zuführung direkt in das
Lager unbedingt erforderlich. Kleine
Nachschmiermengen sind auch bei
hohen Umfangsgeschwindigkeiten möglich.
Sie erhöhen Reibungsmoment und
Temperatur nur wenig. Kleine Nachschmiermengen
belasten die Umwelt weniger.
Allerdings ist dafür ein höherer
Aufwand erforderlich. Eine gezielte Fettzuführung
mit sehr kleinen Dosiermengen
kann mit der Fettsprühschmierung
erreicht werden, Bild 25 (Seite 24).
Eine Mischung unterschiedlicher
Fettsorten läßt sich oft nicht ausschließen,
wenn nachgeschmiert wird. Als relativ
unbedenklich haben sich Mischungen
aus Fetten gleicher Verseifungsbasis erwiesen.
Die grundsätzliche Mischbarkeit
von Ölen und Fetten zeigen die Tabellen,
Bilder 37 und 38.
Bei der Mischung nicht verträglicher
Fette kann es zu starken Strukturänderungen
kommen, auch eine starke Erweichung
des Mischfettes ist möglich. Wird
bewußt auf eine andere Fettsorte umgestellt,
so sollte eine Nachschmierung mit
großer Menge (Fettspülung) vorgenommen
werden, sofern die konstruktive Ausbildung
der Einbaustelle dies zuläßt. Eine
eventuell weitere Nachschmierung sollte
nach einem verkürzten Zeitraum vorgenommen
werden.

37: Mischbarkeit von Ölen
Versorgung der Lager mit Schmierstoff
Fett
Grundöle Mineralöl Polyalpha- Esteröl Polyglykolöl Silikonöl Silikonöl Polyphenyl- Alkoxyfluoröl
olefin (Methyl) (Phenyl) etheröl
Mineralöl + + + 2 ) - o o -
Polyalphaolefin 1 ) + + 2 ) - o o -
Esteröl 1 ) + + o - o + -
Polyglykolöl 2 ) 2 ) o + - - - -
Silikonöl
(Methyl)
- - - - + + - -
Silikonöl
(Phenyl)
o o o 2 ) + + + -
Polyphenyletheröl
1 ) 1 ) 1 ) 2 ) - 1 ) + -
Alkoxyfluoröl - - - - - - - +
+ Mischung zulässig
o meist verträglich, im Einzelfall zu prüfen
- Mischung nicht zulässig
1 ) zwar mischbar, jedoch soll prinzipiell nicht mit einem Schmierstoff nachgeschmiert werden, der ein geringeres Leistungsvermögen hat als der
Ausgangsschmierstoff
2 ) in der Regel nicht verträglich, im Einzelfall zu prüfen
38: Mischbarkeit von Schmierfetten
Verdicker Nachschmierfett
Verdicker Li- Li- Na- Na- Ca- Ba- Al- Bentonit/ Poly- PTFE
Ausgangsfett Seife Komplex seife Komplex Komplex Komplex Komplex Hectorit harnstoff
Li-Seife + + - o o o - - o -
Li-Komplex 1 ) + - o o o o - o -
Na-Seife - - + + o o - - + -
Na-Komplex - o 1 ) + o o o - o -
Ca-Komplex 1 ) o - o + + o - o -
Ba-Komplex 1 ) o - o + + o - o -
Al-Komplex 1 ) o - o o o + - o -
Bentonit/
Hectorit
- o - o o o - + o -
Polyharnstoff
1 ) o - o o o - - + -
PTFE - - - - - - - - - +
+ in der Regel gut verträglich
o meist verträglich, im Einzelfall zu prüfen
- in der Regel nicht verträglich
1 ) zwar mischbar, jedoch soll prinzipiell nicht mit einem Schmierstoff nachgeschmiert werden, der ein geringeres Leistungsvermögen hat als der
Ausgangsschmierstoff
39 FAG

Versorgung der Lager mit Schmierstoff
Fett
4.1.6 Beispiele zur Fettschmierung
Bild 39: Abgedichtete und bei der
Herstellung mit Fett gefüllte Wälzlager
ermöglichen einfache Konstruktionen.
Deckscheiben oder Dichtscheiben werden,
je nach Anwendungsfall, als einzige
Abdichtung oder zusätzlich zu einer weiteren
Vordichtung vorgesehen. Berührende
(Ausführung RSR oder RS) Dichtscheiben
erhöhen die Lagertemperatur
durch die Dichtungsreibung. Deckscheiben
(ZR oder Z) und nicht berührende
Dichtscheiben (RSD) bilden einen Spalt
zum Innenring und beeinflussen daher
die Reibung nicht. Die beidseitig abgedichteten
Rillenkugellager sind standardmäßig
mit einem Lithiumseifenfett der
Konsistenzklasse 2 oder 3 gefettet, wobei
das weichere Fett für kleine Lager verwendet
wird. Die eingebrachte Fettmenge
füllt ca. 30 % des freien Lagerraumes aus.
Sie ist so festgelegt, daß bei normalen Betriebs-
und Umweltbedingungen eine
hohe Gebrauchsdauer erreicht wird. Das
Fett verteilt sich während einer kurzen
Einlaufphase und setzt sich zum großen
Teil im ungestörten Teil des freien Lagerraumes
ab, also an den Innenseiten der
Scheiben. Danach ist keine nennenswerte
Umlaufteilnahme mehr festzustellen, und
das Lager läuft reibungsarm. Nach Beendigung
der Einlaufphase beträgt die Reibung
nur noch 30 bis 50 % der Startreibung.
Bild 40: Das Rillenkugellager ist einseitig
abgedichtet. Auf der anderen Seite
ist eine Stauscheibe mit Fettdepot angeordnet.
So verfügt das Lager über eine
größere Fettmenge in Lagernähe, jedoch
nicht im Lager selbst. Bei hoher Temperatur
gibt das Fettdepot intensiv und langfristig
Öl an das Rillenkugellager ab. So
werden längere Laufzeiten erzielt, ohne
daß zusätzliche Schmierstoffreibung auftritt.
Geeignete Fette empfiehlt FAG auf
Anfrage.
Bild 41: Bei Lagern mit Förderwirkung
oder bei Lagerungen mit senkrechter Welle
bewirkt eine Stauscheibe, daß das Fett
nicht oder nicht so rasch aus dem Lager
austritt. Besonders bei Lagerbauarten, die
höhere Gleitanteile und eine ausgeprägte
Förderwirkung haben (z. B. Kegelrollenlager),
ist bei höheren Umfangsgeschwindigkeiten
eine vorgeschaltete Stauscheibe
vorteilhaft, wenn auch nicht immer ausreichend.
Eine weitere Maßnahme, die
Fettversorgung zu sichern, ist die kurzfristige
Nachschmierung.
39: Abgedichtete und vom Wälzlagerhersteller gefettete Lager
40: Durch die winkelige Stauscheibe zwischen Lager und Dichtung wird ein Fettdepot geschaffen.
FAG 40
39 40
Bild 42: Über eine Schmiernut und
mehrere Schmierbohrungen im Lageraußenring
wird Fett in das Lagerinnere
gepreßt. Durch die unmittelbare und
symmetrische Zuführung des Fettes wird
eine gleichmäßige Versorgung der beiden
Rollenreihen erreicht. Für die Aufnahme
des Altfettes sind auf beiden Seiten ausreichend
große Räume oder Fettaustrittsöffnungen
vorzusehen.
Bild 43: Das Pendelrollenlager wird
von der Seite aus nachgeschmiert. Auf der
Gegenseite soll beim Nachschmieren Fett
austreten. Dabei kann ein Fettstau auftreten,
wenn häufig große Mengen nachgeschmiert
werden und gegen den Austritt
Widerstand geboten wird. Abhilfe bringt
eine Fettaustrittsbohrung oder ein Fettventil.
Während der Anlaufphase kommt
es infolge der Fettbewegung zu einer
Temperatursteigerung (rund 20 bis 30 K
über der Beharrungstemperatur), die eine
oder mehrere Stunden andauern kann.
Starken Einfluß auf den Temperaturverlauf
haben Fettart und -konsistenz.
Bild 44: Ist ein Fettmengenregler eingebaut,
so besteht bei größeren Nachschmierintervallen,
höheren Umfangsgeschwindigkeiten
und Verwendung
eines gut förderbaren Fettes die Gefahr,

daß nur wenig Fett auf der Seite der Reglerscheibe
im Lager verbleibt. Abhilfe
kann dadurch geschaffen werden, daß der
Spalt zwischen der umlaufenden Reglerscheibe
und dem stillstehenden äußeren
Teil zur Welle hin verlagert wird. Bei
einem normalen Fettmengenregler mit
außen liegendem Spalt, Bild 44a, ergibt
sich eine starke Förderwirkung. Eine
mäßige Förderwirkung wird erzielt, wenn
der Spalt etwa auf dem Teilkreisdurchmesser
des Lagers angeordnet ist, Bild
44b. Bei innen liegendem Spalt, Bild 44c,
wird praktisch keine Förderwirkung
mehr erzielt; die Scheibe wirkt als Stauscheibe
und hält das Fett am Lager.
41: Durch eine Stauscheibe wird Fett im Lager und in der Lagernähe gehalten.
42: Zuführung des Fettes durch den
Lageraußenring
falsch richtig
43: Fettnachschmierung.
Überschmierung wird durch die
Austrittsbohrung verhindert.
Versorgung der Lager mit Schmierstoff
Fett
44: Die Förderwirkung der
Reglerscheibe richtet sich nach
dem Scheibendurchmesser.
a
b
c
41 FAG

Versorgung der Lager mit Schmierstoff
Fett
Bild 45: Bei der Nachschmierung gelangt
das Fett über die Bohrung S in der
Scheibe Z unmittelbar in den Ringspalt
zwischen Käfig und Außenring. Das bei
der Nachschmierung verdrängte Fett
sammelt sich im Raum F, der von Zeit zu
Zeit über die Öffnung B entleert werden
muß. Die Kammer K auf der rechten Lagerseite
wird bei der Montage mit Fett gefüllt;
sie soll die Abdichtung verbessern.
Bei der Nachschmierung im Stillstand
wird ein guter Austausch von Alt- gegen
Neufett erreicht, wenn die Bohrungen S
über dem Umfang so angeordnet sind,
daß das Fett gleichmäßig über den Umfang
zum Lager gelangt. Die Bohrungen
S, die im Bereich der Einfüllbohrung C
liegen, müssen daher weiter voneinander
entfernt sein als die diametral liegenden
Bohrungen. So wird ein gleichmäßiger
Strömungswiderstand erreicht, und das
nachgeschmierte Fett schiebt das Altfett
gleichmäßig aus dem Lager. Große Nachschmiermengen
begünstigen den Austausch
von Alt- gegen Neufett.
45: Gezielte seitliche Nachschmierung
durch Scheibe mit Bohrungen
F
B
FAG 42
C
Z
S
K
Bild 46: Das Schrägkugellagerpaar
wird durch Schmierbohrungen in der
zwischen den Lagern angebrachten Scheibe
mit frischem Fett versorgt. Ein Fettstau
wird dadurch vermieden, daß am
kleinen Durchmesser der Innenringe Fett
zugeführt wird; die Zentrifugalkraft fördert
es zum größeren Durchmesser nach
außen. Diese Wirkung tritt natürlich nur
auf bei Lagern mit asymmetrischem
Querschnitt, also bei Schrägkugellagern
und Kegelrollenlagern. Wird ein Lagerpaar
mit symmetrischem Querschnitt von
der Mitte aus geschmiert, so sollte neben
jedem einzelnen Lager eine Reglerscheibe
oder Austrittsöffnung angeordnet werden.
Wichtig ist, daß der Austrittswiderstand
an jeder Stelle etwa gleich groß ist.
Ist das nicht der Fall, dann entsteht eine
Fettführung vorzugsweise zur Seite des
geringeren Austrittswiderstands. Der Gegenseite
droht Mangelschmierung.
46: Schmierung eines Lagerpaares
von der Mitte aus
Wie die Beispiele zeigen, ist eine
zweckmäßige Fettführung meist aufwendig.
Diesen Aufwand treibt man vorzugsweise
bei teuren Maschinen oder schwierigen
Betriebsverhältnissen wie hoher
Drehzahl, Belastung oder Temperatur. In
diesen Fällen muß der Austausch des verbrauchten
Fettes gewährleistet und eine
Überschmierung ausgeschlossen sein.
Daß der erwähnte Aufwand andererseits
im normalen Anwendungsfall nicht nötig
ist, beweisen betriebssichere Lagerungen
mit seitlichen Fettpolstern. Diese Fettpolster
zu beiden Lagerseiten geben allmählich
Öl zur Schmierung der Kontaktflächen
ab und bieten einen zusätzlichen
Schutz vor Verunreinigung des Lagerinneren.
Bei Nachschmierung ist hier jedoch
nicht sicher, daß das Neufett alle
Kontaktstellen erreicht. Da dabei außerdem
Verunreinigungen in das Lager gelangen
können, ist es in solchen Fällen
besser, auf regelmäßige Nachschmierung
zu verzichten und eine Langzeitschmierung
vorzusehen. Bei einer Maschinenüberholung
kann man die Lager ausbauen,
auswaschen und mit neuem Fett füllen.

4.2 Versorgung der Lager mit Öl
4.2.1 Geräte
Wenn keine Tauchschmierung vorgesehen
ist, muß das Öl über Geräte den
Lagerstellen zugeführt werden. Der Geräteaufwand
hängt von dem gewählten
Schmierverfahren ab. Öl wird zugeführt
durch Pumpen, wenn mit größeren und
kleineren Mengen geschmiert wird, durch
Ölnebelanlagen, Öl-Luft-Anlagen, Ölzentralschmieranlagen
bei Schmierung
mit kleinen und sehr kleinen Mengen.
Die Dosierung des Öles erfolgt mit Hilfe
von Dosierelementen, Drosseln und Düsen.
Ausführlichere Hinweise zu den gebräuchlichsten
Schmieranlagen sind im
Kapitel 2 "Schmierverfahren" enthalten.
4.2.2 Tauchschmierung
Bei der Tauchschmierung, auch als
Badschmierung oder Sumpfschmierung
bezeichnet, steht das Lager zum Teil im
Ölsumpf. Der Ölstand bei horizontaler
Lagerachse ist so zu bemessen, daß der
unterste Rollkörper des Lagers im Stillstand
zur Hälfte oder ganz in das Öl eintaucht,
Bild 47.
Das Öl wird bei umlaufendem Lager
teilweise von den Rollkörpern und vom
Käfig mitgenommen und so über den
Umfang verteilt. Bei Lagern mit asymmetrischem
Querschnitt, die das Öl fördern,
müssen für das Öl Rücklaufkanäle vorgesehen
werden, so daß sich ein Umlauf
einstellt. Ein Ölstand über den untersten
Rollkörper hinaus führt vor allem bei
hohen Umfangsgeschwindigkeiten infolge
der Planschreibung zu erhöhter Lagertemperatur
und oft auch zu Schaumbildung.
Bei Drehzahlkennwerten von
n· d m < 150 000 min –1 · mm darf der Ölstand
auch höher sein. Läßt es sich nicht
vermeiden, daß ein Wälzlager vollständig
im Öl steht, beispielsweise bei vertikaler
Lagerachse, ist das Reibungsmoment
zwei- bis dreimal so hoch wie bei normalem
Ölstand. Die Grenze der Tauchschmierung
liegt normalerweise bei
einem Drehzahlkennwert von n · d m =
300 000 min –1 · mm, bei häufigem Ölwechsel
auch bis 500 000 min –1 · mm.
Ab n · d m = 300 000 min –1 · mm liegt die
Lagertemperatur oft über 70 °C. Bei
Tauchschmierung sollte der Ölstand regelmäßig
kontrolliert werden.
Die Ölwechselfrist hängt von der Verschmutzung
und vom Alterungszustand
Versorgung der Lager mit Schmierstoff
Öl
des Öles ab. Die Alterung wird durch die
Anwesenheit von Sauerstoff, Metallabrieb
(Katalysator) und hohe Temperatur gefördert.
Aus der Änderung der Neutralisationszahl
NZ und der Verseifungszahl
VZ können der Ölhersteller und der mit
der entsprechenden Ölsorte gut vertraute
Praktiker den Alterungszustand beurteilen.
Unter normalen Bedingungen sollten
Ölwechselfristen, wie sie im Diagramm,
Bild 48, angegeben sind, eingehalten
werden. Vorausgesetzt ist dabei, daß die
Lagertemperatur 80 °C nicht übersteigt
und daß die Verschmutzung durch
Fremdstoffe und Wasser gering bleibt.
Wie aus dem Diagramm hervorgeht, erfordern
Gehäuse mit geringen Ölmengen
einen häufigen Ölwechsel. In der Einlaufperiode
kann der Ölwechsel wegen der
höheren Temperatur und stärkeren Verschmutzung
durch Verschleißpartikel bereits
nach sehr kurzer Zeit notwendig
werden. Das gilt besonders für Wälzlager,
die gemeinsam mit Zahnrädern geschmiert
werden. Oft wird wegen des
steigenden Gehaltes an festen und flüssigen
Verunreinigungen ein vorzeitiger
Ölwechsel vorgenommen. Die zulässigen
Mengen an festen Verunreinigungen richten
sich nach Größe und Härte der Teil-
47: Ölstand bei Tauchschmierung 48: Ölmenge und Ölwechselfrist in Abhängigkeit von der Lagerbohrung
d
Lagerbohrung
300
mm
200
100
60
40
20
Ölwechselfrist 2-3 Monate
10 0,2 0,4 0,6 1,0 2 4 6 8 10 l 20
Ölmenge
10-12 Monate
43 FAG

Versorgung der Lager mit Schmierstoff
Öl
chen (siehe Abschnitt 5.1.1 "Feste
Fremdstoffe", Seite 54).
Der zulässige Wassergehalt im Öl
hängt von der Ölsorte ab und ist vom Ölhersteller
zu erfragen. Freies Wasser führt
zur Korrosion, beschleunigt die Ölalterung
durch Hydrolyse, bildet mit den
EP-Zusätzen aggressive Stoffe und beeinträchtigt
die Ausbildung eines tragenden
Schmierfilms. Gelangt Wasser durch die
Dichtung in die Lagerung oder tritt Kondenswasser
auf, ist die schnelle Trennung
von Wasser und Öl, möglichst unterstützt
durch gutes Wasserabscheidevermögen
des Öles, wichtig. Eine Wasserabscheidung
wird durch Behandlung des Öles im
Separator oder durch Verdampfen im
Vakuum erreicht. Problematisch ist allerdings
die Trennung von Wasser und Öl
bei Polyglykolölen, da deren Dichte etwa
bei 1 liegt. Wasser setzt sich deshalb nicht
im Ölbehälter ab, doch bei einer Temperatur
über 90 °C verdampft das Wasser.
49: Ölmengen bei Umlaufschmierung
Ölmenge
FAG 44
100
50
l/min
20
10
5
In kritischen Einsatzfällen sollte die
Ölwechselfrist aufgrund wiederholter Öluntersuchungen
festgelegt werden. Es wird
empfohlen, zunächst nach 1 bis 2 Monaten,
später je nach Ergebnis längerfristig, die
Neutralisationszahl NZ, die Verseifungszahl
VZ, den Gehalt an festen Fremdstoffen,
den Wassergehalt und die Viskosität des
Öles zu ermitteln. Es ist zu berücksichtigen,
daß die Lagerlebensdauer bereits bei
konstant niedrigem Wassergehalt drastisch
zurückgehen kann. Eine grobe Abschätzung
des Alterungs- und Verschmutzungsgrads
ermöglicht je ein Tropfen Frischöl und
Gebrauchtöl auf Fließpapier. Große Farbunterschiede
deuten auf starke Alterung
bzw. Verschmutzung hin.
4.2.3 Umlaufschmierung mit mittleren
und größeren Ölmengen
Bei der Umlaufschmierung wird das
Öl nach dem Durchlauf durch die Lager
2
1
0,5
0,2
c
0,1
0,05
0,02
0,01
b
0,005
0,002
0,001
a
10 20 50 100 200 500 1000 mm 3000
Lageraußendurchmesser D
c 1
c 2
b 1
b 2
a 1
a 2
in einen Ölsammelbehälter geleitet und
erneut den Lagern zugeführt. Unbedingt
erforderlich ist bei der Ölumlaufschmierung
ein Filter zum Aussondern von
Verschleißteilchen und Verunreinigungen,
siehe auch Abschnitt 5.1.3. Die negative
Auswirkung von Verunreinigungen
auf die erreichbare Lebensdauer wird im
Abschnitt 1.1.3 näher beschrieben.
Die Umlaufmengen werden den Betriebsverhältnissen
angepaßt. Mengen,
die bei Viskositätsverhältnissen � = �/� 1
von 1 bis 2,5 einen mäßigen Lager-
Durchlaufwiderstand erzeugen, sind dem
Diagramm, Bild 49, zu entnehmen. Zur
Schmierung der Lager selbst ist nur eine
sehr geringe Ölmenge erforderlich. Im
Vergleich hierzu sind die im Diagramm,
Bild 49, als zur Schmierung ausreichend
angegebenen Mengen (Linie a) groß.
Diese Ölmengen werden empfohlen, um
sicherzugehen, daß auch bei ungünstiger
Zufuhr des Öles zum Lager, d. h. nicht
Zunehmende
Ölmenge zur
Wärmeabfuhr
notwendig
Keine Wärmeabfuhr
notwendig
a
b
c
zur Schmierung
ausreichende
Ölmenge
obere Grenze
für Lager
symmetrischer
Bauart
obere Grenze
für Lager
asymmetrischer
Bauart
a1 , b1 , c1 : D/d>1,5
a2 , b2 , c2 : D/d≤1,5

direkt in das Lager, alle Kontaktflächen
noch sicher mit Öl versorgt werden. Mit
den angegebenen Mindestmengen
schmiert man, wenn eine geringe Reibung
erwünscht ist. Die sich hierbei einstellende
Temperatur liegt in gleicher
Höhe wie bei der Tauchschmierung.
Ist eine Wärmeabfuhr erforderlich,
sind größere Ölmengen notwendig. Da
jedes Lager dem durchfließenden Öl einen
Widerstand entgegensetzt, gibt es für
die Ölmengen auch obere Grenzen. Für
Lager mit asymmetrischem Querschnitt
(Schrägkugellager, Kegelrollenlager,
Axial-Pendelrollenlager) sind größere
Durchlaufmengen zulässig als für Lager
mit symmetrischem Querschnitt, da die
Lager mit asymmetrischem Querschnitt
wegen ihrer Förderwirkung dem Öldurchfluß
weniger Widerstand entgegensetzen.
Bei den im Diagramm, Bild 49,
angegebenen Grenzen wird druckloser
Zulauf und Aufstau des Öles auf der Zu-
führseite des Lagers bis knapp unter die
Welle vorausgesetzt. Welche Ölmenge im
Einzelfall zugeführt werden muß, um
eine befriedigend niedrige Lagertemperatur
zu erhalten, hängt von den Bedingungen
der Wärmezu- und -abfuhr ab. Die
richtige Ölmenge kann man bei der
Inbetriebnahme der Maschine durch
Messung der Temperatur bestimmen und
dann entsprechend einregeln.
Mit steigender Umfangsgeschwindigkeit
setzen Lager mit symmetrischem
Querschnitt dem durchfließenden Öl
einen zunehmenden Widerstand entgegen.
Bei schnell drehenden Wälzlagern
wird daher das Öl gezielt in den Spalt
zwischen Käfig und Lagerring eingespritzt,
wenn größere Ölumlaufmengen
vorgesehen sind. Durch die Öleinspritzung
treten geringere Planschverluste auf.
Bei Einspritzschmierung gebräuchliche
Ölmengen sind im Diagramm, Bild
50, in Abhängigkeit vom Drehzahlkenn-
50: Richtwerte für die Ölmenge bei Einspritzschmierung
51: Durchmesser und Anzahl der Düsen bei Einspritzschmierung
Ölmenge
Q
7
l/min
6
5
4
3
2
1
0
d m =150 mm
d m =100 mm
d m =50 mm
50 n · dm 51
Versorgung der Lager mit Schmierstoff
Öl
Düsendurchmesser
wert und der Lagergröße angegeben. Aus
dem Diagramm, Bild 51, geht hervor, wie
die Düsen auszulegen sind. Der Ölstau
vor dem Lager wird dadurch verhindert,
daß man das Öl an Stellen einspritzt, die
einen freien Durchtritt durch das Lager
ermöglichen. Ausreichend bemessene Abflußkanäle
sorgen dafür, daß das vom
Lager nicht aufgenommene und das
durch das Lager gelaufene Öl zwangsfrei
ablaufen kann, Bilder 62 und 63.
Für den Bereich hoher Umfangsgeschwindigkeiten,
der bei Einspritzschmierung
üblich ist, haben sich Öle bewährt,
mit denen eine Betriebsviskosität � von 5
bis 10 mm 2 /s (� = 1 bis 4) erreicht wird.
Die Diagramme im Bild 52 zeigen in Abhängigkeit
vom Druckabfall �p die Ölmenge
Q und die Strahlgeschwindigkeit
v bei einer Düsenlänge L = 8,3 mm für
die Betriebsviskositäten 7,75 und
15,5 mm 2 /s und für verschiedene Düsendurchmesser.
0 3·106 min-1 0,5
2·10 ·mm
6
1·106 3·106 min-1 2·10 ·mm
6
1·106 1,5
mm
1
d m ≤ 50 mm
50 ≤ d m ≤ 100 mm
d m ≥ 100 mm
n · d m
1 Düse
2 Düsen
3 Düsen
45 FAG

Versorgung der Lager mit Schmierstoff
Öl
Diese Angaben stammen aus Versuchen.
Der Öldurchsatz durch das
schnell drehende Lager sinkt mit steigender
Drehzahl. Er steigt mit wachsender
Einspritzgeschwindigkeit, wobei 30 m/s
die sinnvolle Obergrenze sind.
Wälzlager müssen bereits beim Einschalten
der Maschine mit Schmierstoff
versorgt sein. Bei einer Ölumlaufschmierung
sollte daher die Pumpe bereits vor
dem Start des Lagers anlaufen. Ein Vorlauf
der Pumpe ist allerdings nicht erforderlich,
wenn durch konstruktive Maßnahmen
dafür gesorgt ist, daß das Öl
nicht ganz aus dem Lager ablaufen kann
und ein gewisser Ölsumpf zurückbleibt.
Ein zusätzlich zur Umlaufschmierung
vorgesehener Ölsumpf trägt außerdem
zur Betriebssicherheit bei, da bei Ausfall
der Pumpe die Ölversorgung wenigstens
noch eine gewisse Zeit aus dem Sumpf er-
FAG 46
folgt. Bei tiefer Temperatur kann die Ölumlaufmenge
bis zur Erwärmung des
Öles im Behälter zunächst auf die zur
Schmierung notwendige Menge (aus
Bild 49, Kurven a) reduziert werden. Das
erleichtert die Auslegung der Umlaufanlage
(Pumpenantrieb, Ölrücklauf).
Wird mit größerer Ölmenge geschmiert,
dann muß durch Abflußkanäle
dafür gesorgt werden, daß kein Ölstau
auftritt, der vor allem bei hohen Umfangsgeschwindigkeiten
zu beachtlichen
Leistungsverlusten führt. Der erforderliche
Durchmesser der Abflußleitung
hängt von der Viskosität des Öles und
den Gefällewinkeln der Ableitrohre ab.
Für Öle mit einer Betriebsviskosität bis
500 mm 2 /s kann der Ablaufquerschnitt
überschlägig angegeben werden mit:
d a = (15...25) · ���m [mm]
Für eine genauere Dimensionierung
im Gefällebereich der Ablaufleitung von
1 bis 5 % benutzt man die Formel
d a = 11,7 · 4 ��������
m · �/G [mm]
Darin sind d a in mm der lichte Durchmesser
der Abflußleitung, m in l/min die
Öldurchsatzmenge, � die Betriebsviskosität
im mm 2 /s, G das Gefälle in %.
Die Füllmenge M des Ölbehälters
richtet sich nach der Durchsatzmenge m.
In der Regel wird die Füllmenge so
gewählt, daß sie in der Stunde etwa
z = 3 bis 8mal umgewälzt wird.
M = m · 60/z [l]
52: Druckverlust und Einspritzgeschwindigkeit in Abhängigkeit von Ölmenge, Betriebsviskosität und Düsendurchmesser
Ölmenge
Q
100
10
ν=7,75 mm 2
5
Düsendurchmesser
50
mm
2 /s
ν=15,5 mm 2 l/min
/s
m/s
2
1
0,5
0,2
0,1
0,05
0,02
0,01
0,1 0,2 0,5 1
2 bar 5 10
1
0,7
Strahlgeschwindigkeit
v
20
10
5
2
1
0,1 0,2 0,5 1
Δ p Δ p
ν=7,75 mm 2 /s
ν=15,5 mm 2 /s
2 bar 5 10
Düsendurchmesser
mm
2
0,7

Bei niedriger Umwälzzahl setzen sich
Verunreinigungen im Ölbehälter gut ab,
das Öl kann abkühlen und altert nicht so
rasch.
4.2.4 Minimalmengenschmierung
Die dem Wälzlager zugeführte Ölmenge
kann noch unter die im Diagramm,
Bild 49, angegebene untere
Grenze verringert werden, wenn eine
möglichst niedrige Lagertemperatur ohne
den Aufwand für Ölkühlung angestrebt
wird. Das setzt allerdings voraus, daß die
Lagerreibung und die Wärmeableitverhältnisse
dies zulassen. In den Diagrammen,
Bilder 53 und 54, ist am Beispiel
eines zweireihigen Zylinderrollenlagers
gezeigt, wie sich bei Minimalmengenschmierung
das Reibungsmoment und
die Lagertemperatur, abhängig von der
Öldurchlaufmenge, ändern. Insbesondere
ist in diesem Beispiel zu sehen, daß das
zweireihige Zylinderrollenlager mit Borden
am Außenring empfindlich gegen
Überschmierung ist. Besser geeignet sind
hier zweireihige Zylinderrollenlager mit
Borden am Innenring (NN30..) oder einreihige
Zylinderrollenlager der Reihen
N10 und N19. Das Reibungsminimum
und das Temperaturminimum (Beginn
der Vollschmierung) werden bereits
bei einer Ölmenge von 0,01 bis
0,1 mm 3 /min erreicht. Bis zu einer Steigerung
der Ölmenge auf 10 4 mm 3 /min
steigt die Lagertemperatur. Erst mit einer
noch größeren Ölmenge ist eine durch
Wärmeabfuhr sinkende Lagertemperatur
festzustellen.
Die zur ausreichenden Versorgung nötige
Ölmenge hängt stark von der Lager-
53: Reibungsmoment bei Minimalmengenschmierung in Abhängigkeit von der Ölmenge
54: Lagertemperatur bei Minimalmengenschmierung in Abhängigkeit von der Ölmenge
3,0
N·m
2,5
2,0
Reibungsmoment
1,5
1,0
0,5
Lager NNU4926
Drehzahl n = 2000 min -1
F r = 5 kN
Öl ν = 32 mm 2 /s bei 40 °C
maximal auftretendes
Reibungsmoment
minimal auftretendes
Reibungsmoment
10
Ölmenge Q
-3 10-2 10-1 1 10 102103 105 mm3 0
/min
53 54
Versorgung der Lager mit Schmierstoff
Öl
100
°C
90
80
Lager- 70
temperatur
t
60
50
40
bauart ab. So benötigen Lager, die eine
Förderwirkung in Strömungsrichtung
haben, eine relativ große Ölmenge. Der
Ölbedarf zweireihiger Lager ohne Förderwirkung
ist dagegen extrem gering, wenn
das Öl zwischen den Rollenreihen zugeführt
wird. Die umlaufenden Rollkörpersätze
hindern das Öl am Abfließen.
Die Schmierung mit sehr kleinen
Mengen setzt voraus, daß die kleine Ölmenge
alle Kontaktflächen im Lager, besonders
die schmiertechnisch anspruchsvollen
Gleitkontaktflächen (Bord-, Käfigführungsflächen),
ausreichend benetzt.
Bei Werkzeugmaschinenlagerungen mit
Kugellagern und Zylinderrollenlagern hat
sich die Ölzufuhr direkt in das Lager, bei
Schrägkugellagern in Förderrichtung, gut
bewährt. Das Diagramm, Bild 55, zeigt
die Ölmengen bei Minimalmengenschmierung
für einige Lagerbauarten in
Lager NNU4926
Drehzahl n = 2000 min -1
F r = 5 kN
Öl ν = 32 mm 2 /s bei 40 °C
10-3 10-2 10-1 1 10 102103 105 mm3 /min
Ölmenge Q
47 FAG

Versorgung der Lager mit Schmierstoff
Öl
Abhängigkeit von der Lagergröße, dem
Druckwinkel (Förderverhalten) und dem
Drehzahlkennwert. Bei Lagern mit Förderwirkung
sollte in Abhängigkeit von
der Drehzahl die Ölmenge gesteigert werden,
da mit der Drehzahl auch der Mindestölbedarf
steigt und die Förderwirkung
zunimmt.
Bei Lagern mit Bord-Rollenstirnberührung
(beispielsweise Kegelrollenlagern)
hat sich die Ölzufuhr direkt zu
den Rollenstirnflächen, entgegengesetzt
zur Förderrichtung, als günstig erwiesen.
Die extrem niedrigen Ölmengen setzen
eine sichere Zufuhr der Öl-Luft zwi-
55: Ölmengen bei Minimalmengenschmierung
FAG 48
Ölmenge
Q
10 000
mm3 /h
3 000
1 000
300
100
30
10
3
1
10
a
schen Käfig und Innenring voraus sowie
eine hohe Maßgenauigkeit der Umbauteile.
Die Viskosität des Öles soll bei einer
extrem kleinen Ölmenge dem Viskositätsverhältnis
� = �/� 1 = 8 bis 10 entsprechen
und geeignete EP-Wirkstoffe
enthalten.
Die gleichmäßige Zufuhr einer großen
Ölmenge oder die impulsartige Zufuhr
selbst kleiner Mengen führt dagegen bei
Radial-Zylinderrollenlagern besonders
bei hohen Umfangsgeschwindigkeiten zu
einem spontanen Anstieg der Schmierstoffreibung
und zu einem ungleichmäßigen
Erwärmen der Lagerringe. Das kann
Bereich a-b: Schrägkugellager mit Druckwinkel � = 40°
Axial-Schrägkugellager mit Druckwinkel � = 60 bis 75°
Axial-Rillenkugellager mit Druckwinkel � = 90°
n · d m bis 800 000 min –1 · mm
Bereich b-c: Spindellager mit Druckwinkel � =15 bis 25°
n · d m ≤ 2 · 10 6 min –1 · mm
b c d
bei Lagern mit kleiner Radialluft, z. B.
bei Werkzeugmaschinenlagerungen,
durch Radialverspannungen den Ausfall
der Lager zur Folge haben.
Bild 56 zeigt ein Beispiel zur Wahl der
Ölmenge bei Minimalmengenschmierung
für das zweireihige Zylinderrollenlager
NNU4926. Der Mindestölbedarf in
Abhängigkeit vom Drehzahlkennwert ist
aus der Geraden a ersichtlich. Die Gerade
b gibt an, wie groß die Ölmenge sein
darf, um Radialverspannungen zu vermeiden.
Vorausgesetzt sind eine gleichmäßige
Ölzufuhr (Öl-Luft-Schmierung)
und durchschnittliche Wärmeableitbe-
20 50 100
Lagerbohrung d
200 mm 500
Bereich c-d: Ein- und zweireihige Zylinderrollenlager
Linie c: Lager mit Borden am Innenring und n · d m ≤ 10 6 min –1 · mm
Linie d: Lager mit Borden am Außenring und n · d m ≤ 600 000 min –1 · mm

dingungen. Der Schnitt der Geraden a
und b liefert den Drehzahlkennwert, bis
zu dem noch eine Minimalmengenschmierung
möglich ist. Für zweireihige
Radial-Zylinderrollenlager zeigt das Diagramm,
Bild 55, mit der Linie d die geeignete
Ölmenge. Da die Mindestölmenge
und die zulässige Ölmenge nicht nur
vom Lager, sondern auch von der Ölart,
der Ölzuführung und den Wärmeableitbedingungen
abhängig sind, läßt sich ein
allgemeiner Ansatz zur Ermittlung dieses
Kennwerts und der dazugehörigen optimalen
kleinen Ölmenge nicht angeben.
Die Viskosität des Öles ist entsprechend
einem Viskositätsverhältnis � = 2 bis 3
auszuwählen.
Die bei Walzwerkslagern angewandte
Öl-Luft-Schmierung wird meist im Zusammenhang
mit einem Ölsumpf betrieben
und stellt keine Minimalmengenschmierung
dar. Die zugeführte Ölmenge
ergänzt den Ölsumpf und sollte größer
als 1 000 mm 3 /h angesetzt werden.
Versorgung der Lager mit Schmierstoff
Öl
4.2.5 Beispiele zur Ölschmierung
Bild 57: Bei größeren Gehäusen mit
entsprechend großem Ölinhalt sollte der
Ölsumpf durch Stauwände mit Durchgangsbohrungen
aufgeteilt werden. Dadurch
erreicht man, daß vor allem bei
höheren Umfangsgeschwindigkeiten
nicht die gesamte Ölmenge in Bewegung
gerät. Verunreinigungen setzen sich in
den Nebenkammern ab und werden
nicht fortwährend aufgewirbelt.
56: Wahl der Ölmenge bei Minimalmengenschmierung für das zweireihige
Zylinderrollenlager NNU4926 (d = 130 mm, geringe Radialluft) 57: Lagergehäuse mit Ölstauwänden
Drehzahlkennwert
n · d m
700 000
min -1 · mm
600 000
500 000
400 000
300 000
200 000
100 000
0
1
Gebiet der
Mangelschmierung
a b
3
zulässiger
Betriebsbereich
10
Ölmenge Q
Gerade a = Mindestölmenge
Gerade b = zulässige Ölmenge bei gleichmäßiger Ölzufuhr
30
Gebiet unsteten
Temperaturverlaufs
mm 300 3 100 /h
49 FAG

Versorgung der Lager mit Schmierstoff
Öl
Bild 58: Das Pendelrollenlager taucht
in einen kleinen Ölsumpf ein. Ölverluste
werden ausgeglichen durch die Nachführung
von Öl aus dem größeren Ölsumpf
im unteren Teil des Gehäuses. Der
Ring R hat einen erheblich größeren
Durchmesser als die Welle und taucht in
den unten liegenden Ölsumpf ein; das
Lager steht damit nicht direkt in Verbindung.
Im Lauf wälzt sich der Ring R auf
der Welle ab und fördert Öl zum Lager.
Überschüssiges Öl läuft über die Bohrungen
A in den unteren Ölsumpf zurück.
Ölförderringe sind bis zu einem
Drehzahlkennwert n · d m =
400 000 min –1 · mm einsetzbar. Bei
höheren Werten tritt ein deutlicher Verschleiß
des Förderringes auf.
Bild 59: Kegelrollenlager haben wie
alle Bauarten mit asymmetrischem Querschnitt
eine Förderwirkung. Diese stark
von der Umfangsgeschwindigkeit abhängige
Förderwirkung kann bei Ölumlaufschmierung
ausgenutzt werden. Die
Abflußbohrungen sind so auszulegen,
daß neben dem Lager kein Ölstau entsteht.
Bild 60: Bei senkrecht angeordneten,
schnell umlaufenden Spindeln bildet man
mitunter das Spindelende kegelig aus
oder baut einen mit der Spindel umlaufenden
Kegel ein, dessen kleinerer Durchmesser
in den Ölbehälter eintaucht. Das
Öl steigt in dem Spalt S hoch, wird in die
Ringnut und von dort zu einer oberhalb
des Lagers angeordneten Dosiereinrichtung
gefördert. Durch eine derartige Anordnung
lassen sich relativ große Fördermengen
erreichen, wenn die Förderhöhe
klein und die Ölviskosität gering ist.
Bild 61: In Getrieben genügt oft das
von Zahnrädern abgespritzte Öl zur
Schmierung der Wälzlager. Es muß aber
sichergestellt sein, daß bei allen Betriebszuständen
das Spritzöl in die Lager gelangt.
In dem gezeigten Beispiel wird
Spritzöl in einer Tasche über dem Zylinderrollenlager
gesammelt und dem Lager
über Bohrungen zugeführt. Im unteren
Bereich ist neben dem Zylinderrollenlager
ein Staublech angeordnet. Dadurch
wird erreicht, daß immer ein minimaler
FAG 50
Ölsumpf im Lager vorhanden ist und das
Lager bereits beim Anfahren geschmiert
wird.
58: Ölschmierung mit Ölförderring
A
R
59: Verstärkung des Ölumlaufs bei Lagern mit Förderwirkung
Bilder 62 und 63: Bei Öleinspritzschmierung
wird das Öl zwischen Käfig
und Innenring eingespritzt. Ein Ölstau
vor und hinter den Lagern wird durch
A

Ölabflußkanäle verhindert. Haben die
Lager eine Förderwirkung, erfolgt die
Öleinspritzung auf der Seite des kleineren
Laufbahndurchmessers. Bei sehr schnell
60: Ölumlauf durch Förderkegel
umlaufenden Kegelrollenlagern werden
auf der anderen Seite zusätzlich die
Rollenstirnflächen angespritzt. Hierdurch
wird einer Mangelschmierung zwischen
61: Spritzöl wird in einer Fangtasche gesammelt und über Bohrungen dem
Zylinderrollenlager zugeleitet.
S
Versorgung der Lager mit Schmierstoff
Öl
Bord und Rollenstirnflächen entgegengewirkt.
62: Öleinspritzschmierung mit
Spritzdüse
63: Öleinspritzschmierung:
Beidseitige Ölzufuhr bei
schnellaufendem Kegelrollenlager
51 FAG

Versorgung der Lager mit Schmierstoff · Schäden durch mangelhafte Schmierung
Festschmierstoff
4.3 Versorgung der Lager mit Festschmierstoff
Als Festschmierstoffe werden hauptsächlich
Graphit und Molybdändisulfid
verwendet. Die Schmierung erfolgt durch
Pulverfilme oder Lackfilme auf den Laufbahnen
oder auch durch Pasten. Zum
Auftragen der Pulverfilme verwendet man
Bürsten, Leder oder Stoff; Gleitlackfilme
werden mit der Sprühpistole aufgebracht.
Bei vielen Gleitlacken kann durch Einbrennen
eine Steigerung der Gebrauchsdauer
erzielt werden. Pasten trägt man
mit einem Pinsel auf die Oberflächen auf.
Mit Festschmierstoffen geschmierte
Wälzlager werden meistens phosphatiert
(Manganphosphatüberzug, Bonder-
5 Schäden durch mangelhafte
Schmierung
Über 50 % aller Wälzlagerschäden
sind auf fehlerhafte Schmierung zurückzuführen.
An vielen weiteren Schäden,
die sich nicht direkt auf eine Schmierstörung
zurückführen lassen, ist sie mitbeteiligt.
Eine mangelhafte Schmierung
in den Kontaktstellen führt zu Verschleiß,
Anschmierungen, Verschürfungen und
Freßspuren. Außerdem können Ermüdungsschäden
(Abblätterungen) auftreten.
Gelegentlich kommt es auch zu
einem Heißlauf der Lager, wenn sich bei
Schmierstoffmangel oder Überschmierung
die Lagerringe infolge ungünstiger
Wärmeabfuhr ungleichmäßig erwärmen
und dadurch eine Spielverminderung
oder sogar eine Verspannung auftritt.
FAG 52
schicht). Auf der Phosphatschicht haften
die Festschmierstoffe besser. Sie schützt
außerdem vor Korrosion und bietet in gewissem
Umfang auch Notlaufeigenschaften.
Bei hohen Anforderungen an
den Korrosionsschutz werden die Lager
zink-eisenbeschichtet. Pulverfilme und
Lackschichten lassen sich an fettigen Lagern
nicht oder nur teilweise aufbringen.
Ein einwandfreies und gleichmäßiges
Aufbringen ist nur bei der Fertigung vor
dem Zusammenbau der Lager möglich.
Pasten können vor dem Einbau der Lager
eingebracht werden. Mit ihnen läßt sich
auch nachschmieren oder neu schmieren;
dabei sollte eine Überschmierung vermieden
werden.
Die hauptsächlichen Ursachen der in
Bild 64 aufgeführten Schäden sind:
– ungeeigneter Schmierstoff (Öl zu
geringer Viskosität, fehlende oder
ungeeignete Additivierung, korrosive
Wirkung von Additiven)
– Schmierstoffmangel in den Kontaktbereichen
– Verunreinigungen im Schmierstoff
(fest und flüssig)
– Änderung der Schmierstoffeigenschaften
– Überschmierung
Gegen Schmierstoffmangel und Überschmierung
hilft die konstruktiv und verfahrensmäßig
auf den Anwendungsfall
abgestimmte Schmierstoffversorgung.
Schäden durch ungeeigneten Schmierstoff
oder durch Veränderungen der
Schmierstoffeigenschaften lassen sich vermeiden
durch Berücksichtigung aller Be-
Eine wirkungsvolle Versorgung stellt
die Transferschmierung dar. Durch Ausfüllen
des Lagerinnenraums mit einem
Festschmierstoff-Compound, das nach
dem Verfestigen mit dem Käfig umläuft,
erhalten die Rollkörper beim Angleiten
immer wieder Schmierstoff. Diese ständige
"Nachschmierung" führt zu einer langen
Gebrauchsdauer, weit länger als bei
der einmaligen Versorgung mit einer
Gleitlackschicht oder Pastenfüllung. Der
durch die Rollkörper als Pulver abgeriebene
Festschmierstoff tritt durch den
Dichtspalt aus. Wenn dies stört, kann ein
Zwischenraum zwischen Dichtung und
Vordichtung vorgesehen werden, in dem
sich der Abrieb sammelt.
triebsbedingungen bei der Auswahl des
Schmierstoffs und durch rechtzeitige
Schmierstofferneuerung. Ausführliche
Hinweise hierzu sind in den vorhergehenden
Kapiteln enthalten. Über die Auswirkungen
von Verunreinigungen im
Schmierstoff und die sich daraus ergebenden
Folgerungen wird im Anschluß berichtet.
5.1 Verunreinigungen im Schmierstoff
In der Praxis gibt es kaum Schmiersysteme,
die völlig frei von Verunreinigungen
sind. Wie sich Verunreinigungen
auf die Lebensdauer auswirken, ist im
Abschnitt 1.1.3 dargestellt. Alle Schmierstoffe
enthalten bereits von der Fertigung
her einen gewissen Anteil an Verunreinigungen.

64: Schäden durch mangelhafte Schmierung
Schadensbild, Ursache Hinweise
Mangelerscheinung
Schäden durch mangelhafte Schmierung
Geräusch Schmierstoffmangel Stellenweise Festkörperberührung, kein zusammenhängender, tragender und
dämpfender Schmierfilm.
Ungeeigneter Schmierstoff Zu dünner Schmierfilm, weil das Öl oder das Grundöl des Fettes eine zu geringe
Viskosität hat. Bei Fett kann die Verdickerstruktur ungünstig sein.
Teilchen wirken geräuschanregend.
Verunreinigungen Schmutzteilchen unterbrechen Schmierfilm und erzeugen Geräusche.
Käfigverschleiß Schmierstoffmangel Stellenweise Festkörperberührung, kein zusammenhängender, tragender
Schmierfilm.
Ungeeigneter Schmierstoff Zu geringe Viskosität des Öles oder Grundöls ohne Verschleißschutzzusätze,
kein Grenzschichtaufbau.
Verschleiß an Schmierstoffmangel Stellenweise Festkörperberührung, kein zusammenhängender, tragender
Rollkörpern, Schmierfilm.
Laufbahnen, Tribokorrosion bei oszillierenden Relativbewegungen, Gleitmarkierungen.
Bordflächen
Ungeeigneter Schmierstoff Zu geringe Viskosität des Öles oder Grundöls.
Schmierstoff ohne Verschleißschutzzusätze oder EP-Additive
(bei hoher Belastung oder hoher Gleitung).
Verunreinigungen Feste, harte Teilchen oder flüssige, korrosiv wirkende Medien.
Ermüdung Schmierstoffmangel Stellenweise Festkörperberührung und hohe Tangentialspannungen an der
Oberfläche. Verschleiß.
Ungeeigneter Schmierstoff Zu geringe Viskosität des Öles oder Grundöls. Schmierstoff enthält Stoffe, deren
Viskosität sich bei Druck nur geringfügig erhöht, beispielsweise Wasser.
Unwirksame Additive.
Verunreinigungen Harte Teilchen werden eingewalzt und führen zu Stellen hoher Pressung.
Korrosive Medien verursachen Korrosionsstellen, von denen
Ermüdung bevorzugt ausgeht.
Hohe Lager- Schmierstoffmangel Stellenweise Festkörperberührung, kein zusammenhängender, tragender
temperatur, Schmierfilm.
verfärbte Lagerteile,
Freßstellen Ungeeigneter Schmierstoff Hohe Reibung und hohe Temperatur wegen stellenweiser Festkörperberührung.
(Heißlauf)
Schmierstoffüberschuß Bei mittleren oder hohen Drehzahlen hohe Schmierstoffreibung,
insbesondere bei plötzlicher Schmierstoffzufuhr.
Geschädigter Ungeeigneter Schmierstoff Einsatztemperatur höher als die für den Schmierstoff zulässige Temperatur
Schmierstoff (Bildung von Rückständen).
(Farbänderung,
Verfestigung, Zu lange Einsatzzeit Nachschmierintervall oder Schmierstoff-Wechselfrist zu lang.
Verlust der
Schmierwirkung) Verunreinigungen, Von außen in den Lagerraum eingedrungene oder aus dem Lagerverschleiß
Veränderungen des stammende Teilchen.
Schmierstoffs Reaktionen zwischen Schmierstoff und Lagermaterial.
53 FAG

Schäden durch mangelhafte Schmierung
Die in DIN-Normen festgelegten
Mindestanforderungen für Schmierstoffe
nennen u. a. Grenzwerte für die zulässige
Verschmutzung im Anlieferungszustand.
Oft gelangen auch bei der Erstmontage
Verunreinigungen durch unzureichende
Reinigung der Maschinenteile, der Ölleitungen
usw. und während des Betriebs
durch unzureichende Abdichtungen,
durch offene Stellen der Schmieranlage
(Ölbehälter, Pumpe) in das Lager. Auch
bei der Wartung können Verunreinigungen
in das Lager gebracht werden, z. B.
durch Schmutz am Schmiernippel, durch
Schmutz am Mundstück der Fettpresse,
beim Fetten von Hand usw.
Bei der Beurteilung des schädlichen
Einflusses von Verunreinigungen sind besonders
wichtig:
– Art und Härte der Fremdstoffe
– Konzentration der Fremdstoffe im
Schmierstoff
– Teilchengröße der Fremdstoffe
5.1.1 Feste Fremdstoffe
Feste Fremdstoffe führen zu Laufgeräuschen,
Verschleiß und vorzeitiger
Ermüdung. Harte Teilchen verursachen
in Wälzlagern abrasiven Verschleiß, besonders
an Stellen mit hohen Gleitanteilen,
z. B. im Kontaktbereich Rollenstirn/Bord
bei Kegelrollenlagern oder an
den Laufbahnenden von Rollen aus
Axial-Zylinderrollenlagern. Der Verschleiß
nimmt mit der Härte der Teilchen
zu. Er steigt auch etwa proportional mit
der Konzentration der Teilchen im
Schmierstoff und mit der Partikelgröße.
Verschleiß entsteht auch noch bei extrem
kleinen Partikeln. Abrasiver Verschleiß in
Wälzlagern ist bis zu einem bestimmten
Ausmaß erträglich. Die zulässige Größe
hängt vom jeweiligen Einsatzfall ab. Werden
größere Teilchen (Größenordnung
0,1 mm) überrollt, so entstehen auf den
Laufbahnen Eindrücke. Plastisch verformtes
Material wird an den Rändern
des Eindruckes aufgeworfen und beim
weiteren Überrollen nur teilweise zurückverformt.
Im Bereich der Randaufwulstung
wirken bei jedem weiteren
Überrollvorgang erhöhte Beanspruchungen,
die eine verminderte Ermüdungs-
FAG 54
laufzeit zur Folge haben. Je größer die
Härte der überrollten Teilchen ist (beispielsweise
Eisenspäne, Schleifspäne,
Formsand, Korund) und je kleiner die
Lager sind, um so stärker wird die Lebensdauer
gemindert, siehe Bild 65.
5.1.2 Maßnahmen zur Verminderung
der Konzentration von
Fremdstoffen
Es sind folgende Vorkehrungen zu
treffen:
– gründliche Reinigung der Lagerumgebungsteile
– Sauberkeit bei Montage, Inbetriebnahme
und Wartung
– bei Ölschmierung Filterung des Öles
(siehe Abschnitt 1.1.3)
– bei Fettschmierung ausreichend kurze
Fettwechselfrist
5.1.3 Ölfilter
Bei modernen Filterelementen wird
bei jedem Durchgang des Ölvolumens
ein breites Partikelspektrum abgeschieden.
Deshalb wurden Testmethoden genormt,
die diesem Abscheidespektrum
und Mehrfachdurchgang (Multipass)
Rechnung tragen. Die Rückhalterate � x
ist das Maß für die Abscheidefähigkeit
des Filters bei bestimmten Partikelgrößen.
Der � x-Wert, gemessen nach ISO
4572, ist das Verhältnis aller Partikel
> x µm vor und nach dem Filterdurchgang,
Bild 66. Zum Beispiel bedeutet
� 12 = 75, daß von 75 Schmutzteilen, die
12 µm groß sind, nur ein Partikel das
Filter passiert.
Der Einfluß fester Verunreinigungen
auf die erreichbare Lebensdauer der
Wälzlager wird im Abschnitt 1.1.3 näher
beschrieben.
65: Lebensdauerminderung durch feste Verunreinigungen am Beispiel eines
Schrägkugellagers 7205B
relative Lebendauer
1
0,1
0,01
keine Verunreinigung
Eisenspäne
Schleifspäne
Formsandkörner
Korundkörner

5.1.4 Flüssige Verunreinigungen
Als flüssige Verunreinigungen im
Schmierstoff kommen hauptsächlich
Wasser oder aggressive Flüssigkeiten, wie
Säuren, Basen oder Lösungsmittel vor. In
Ölen kann Wasser frei, dispergiert oder
gelöst auftreten. Bei freiem Wasser im Öl,
durch Ölverfärbung (weiß-grau) erkennbar,
besteht Korrosionsgefahr. Diese wird
verstärkt durch Hydrolyse des im
Schmierstoff gebundenen Schwefels.
Wasser in dispergierter Form als Wasserin-Öl-Emulsion
beeinträchtigt den
Schmierungszustand erheblich. Erfahrungsgemäß
nimmt die Ermüdungslebensdauer
bei Schmierung mit
wasserhaltigen Ölen sehr stark ab. Sie
kann sich bis auf wenige Prozent der normalen
Ermüdungslaufzeit verringern. Im
66: Filterrückhalterate � x
Verschmutzungsniveau
vor
dem Filter
1 000 000
Partikel
> x μm
Schäden durch mangelhafte Schmierung
Fett verursacht Wasser Strukturveränderungen,
abhängig von der Art des Verdickers.
Ähnlich wie bei der Wasser-in-
Öl-Emulsion verringert sich die Ermüdungslaufzeit.
Bei Wasserzutritt ist die
Fettwechselfrist entsprechend der anfallenden
Wassermenge zu verkürzen.
Aggressive Stoffe (Säuren, Basen), Lösungsmittel
und dergleichen führen zu
starken Veränderungen der chemischphysikalischen
Kennwerte und hauptsächlich
zu einer Schmierstoffalterung. Ist
mit solchen Verunreinigungen zu rechnen,
sind die Verträglichkeitsangaben der
Schmierstoffhersteller zu beachten. An
Stellen im Lager, die nicht vom Schmierstoff
geschützt sind, wird je nach Aggressivität
der Verunreinigungen Korrosion
auftreten, die letztlich zur Oberflächenzerstörung
führt.
Rückhalterate Verschmutzungsniveau nach dem Filter
βx = 2
βx = 20
βx = 75
βx = 200 5 000
13 000
50 000
5.2 Reinigung verschmutzter Lager
Zur Reinigung von Wälzlagern können
Waschbenzin, Petroleum, Spiritus,
Dewatering-Fluids, wäßrige neutrale und
auch alkalische Reinigungsmittel verwendet
werden. Dabei ist zu beachten, daß
Petroleum, Waschbenzin, Spiritus und
Dewatering-Fluids feuergefährlich und
alkalische Mittel ätzend sind. Für den
Waschvorgang sollten Pinsel oder Bürsten
bzw. faserfreie Lappen verwendet werden.
Nach dem Waschen und nachdem das
möglichst frische Lösungsmittel verdunstet
ist, müssen die Lager sofort konserviert
werden, um Korrosion zu vermeiden.
Die Verträglichkeit der Konservierung
mit dem nachfolgenden Schmierstoff
ist zu beachten. Wenn die Lager verharzte
Öl- und Fettrückstände enthalten,
empfiehlt sich eine mechanische Vorreinigung
und ein längeres Aufweichen
mit einem wäßrigen, stark alkalischen
Reinigungsmittel.
500 000
55 FAG

Schäden durch mangelhafte Schmierung
5.3 Schadensverhütung und
Schadensfrüherkennung
durch Überwachung
Durch mangelhafte Schmierung bedingte
Ausfälle lassen sich durch die
Überwachung einer Lagerung vermeiden,
und zwar:
– durch die Überwachung des Lagers
selbst mit Hilfe von Schwingungsmessung,
Verschleißmessung und
Temperaturmessung
– durch die Überwachung der Lagerschmierung,
wobei Schmierstoffproben
untersucht und die Schmierstoffzuführung
kontrolliert werden.
67: Überwachung der Lager
FAG 56
Die Temperaturmessung ist zum Erkennen
schmierstoffbedingter Schäden
sehr zuverlässig und relativ einfach anzuwenden.
Normales Temperaturverhalten
liegt vor, wenn die Lagerung im stationären
Betrieb die Beharrungstemperatur erreicht.
Schmierstoffmangel zeigt sich
durch einen plötzlichen Temperaturanstieg.
Ein unruhiger Temperaturverlauf
mit in der Tendenz ansteigenden Maximalwerten
deutet auf eine allgemeine
Verschlechterung des Schmierungszustands,
z. B. bei erreichter Fettgebrauchsdauer.
Nicht geeignet sind Temperaturmessungen,
um Ermüdungsschäden früh-
Meßgröße Meßverfahren, Meßgerät Erfaßbare Schäden
Schwingungen subjektives Abhören Ermüdung
Vibrationen Frequenzanalyse (Schwingweg, Bruch
Luftschall Schwinggeschwindigkeit, Riffelbildung
Körperschall Schwingbeschleunigung) Riefen
Stoßimpulsmessung
zeitig zu registrieren. Bei solchen örtlich
eng begrenzten Schäden bewährt sich am
besten die Schwingungsmessung.
Durch kontinuierliche oder diskontinuierliche
Schmierstoffanalysen erkennt
man Lagerschäden, die mit Verschleiß
verbunden sind.
Eine Überwachung der Lagerschmierung
liefert außerdem wichtige Hinweise
für die Wartung. In der Tabelle, Bild 67,
sind die gebräuchlichen Verfahren zur
Überwachung der Lager und die damit
erfaßbaren Schäden aufgeführt. Die
Tabelle, Bild 68, gibt entsprechende Hinweise
für die Überwachung der Schmierung.
Verschleiß Überwachung des Abriebs durch Messung der Verschleiß der Wälzlagerteile
Verlagerung der Wälzlagerteile zueinander (induktiv,
kapazitiv, Wirbelstrommeßverfahren)
Radionukleidmessung
Schmierstoffanalyse
Temperatur Thermometer Heißläufer
Thermoelement Trockenlauf
Thermowiderstand Freßerscheinungen
Thermoplates (Anzeigeplättchen)
Vergleich von Meßwerten
68: Überwachung der Schmierung
Überwachte Größe Verfahren Erfaßbare bzw. vermeidbare
Schadensart
Schmierstoff Analyse (Gehalt an Wasser, festen Verunreinigungen, Ermüdung
Neutralisationszahl, Verseifungszahl) Verschleiß
Korrosion
Gebrauchsuntüchtiger Schmierstoff
Schmiersystem Öldruck Heißläufer
Ölstand Verschleiß
Öldurchflußmenge
Öltemperatur

6 Erläuterung schmiertechnischer
Begriffe
Ablagerungen
Ablagerungen bestehen vorwiegend aus
Schmierstoffrückständen, Ruß- und
Schmutzpartikeln. Sie entstehen durch
Ölalterung, mechanischen Verschleiß unter
dem Einfluß von starker Wärme und
zu langen Ölwechselintervallen. Sie setzen
sich ab im Ölsumpf, in den Lagern,
in Filtern und in Schmierstoffzuführungen.
Ablagerungen können die Betriebssicherheit
gefährden.
Additive
Ausdruck für Zusätze und Wirkstoffe, die
Schmierstoffen zugesetzt werden.
-> Wirkstoffe.
Alterung
ist die unerwünschte chemische Veränderung
von mineralischen und synthetischen
Produkten (z. B. Schmierstoffen,
Kraftstoffen) während des Gebrauchs
und während der Aufbewahrung; ausgelöst
durch Reaktionen mit Sauerstoff
(Bildung von Peroxiden, Kohlenwasserstoff-Radikale);
Wärme, Licht sowie katalytische
Einflüsse von Metallen und anderen
Verunreinigungen beschleunigen die
Oxidation. Es kommt zur Bildung von
Säuren und Schlamm; Alterungsschutzstoffe
-> Antioxidantien (AO) – verzögern die
Alterung.
Aluminiumkomplexseifenfette
Sie haben eine gute Wasserbeständigkeit
und mit EP-Zusätzen eine hohe Druckbelastbarkeit.
Sie sind, je nach Basisöl, bis
etwa 160 °C verwendbar.
Aluminiumseifenfette
Schmierfette aus Aluminiumseife und
Mineralölen. Sie werden vorwiegend in
Getrieben zur Schmierung der Zahnräder
eingesetzt.
Analysendaten
Zu den Analysendaten von Schmierstoffen
zählen: Dichte, Flammpunkt, Viskosität,
Stockpunkt, Tropfpunkt, Penetration,
Neutralisationszahl, Verseifungszahl.
Die Analysendaten kennzeichnen die
physikalischen und chemischen Eigenschaften
der Schmierstoffe und lassen –
in gewissem Rahmen – Rückschlüsse auf
ihre Verwendbarkeit zu. -> Spezifikationen.
Antioxidantien
Wirkstoffe, die die Schmierölalterung
erheblich verzögern.
Arcanol
FAG Wälzlagerfette sind bewährte
Schmierfette. Ihren Anwendungsbereich
ermittelte FAG mit modernsten Prüfmethoden
(Prüfstände FE8 und FE9) bei
unterschiedlichsten Betriebsbedingungen
und mit Wälzlagern aller Bauarten. Mit
den in der Tabelle auf Seite 58 aufgeführten
Arcanol-Fetten lassen sich fast alle
Anforderungen an die Schmierung von
Wälzlagern erfüllen.
Glossar
Aromaten
Ungesättigte Kohlenwasserstoffverbindungen
mit ringförmiger Molekularstruktur
(Benzol, Toluol, Naphtalin).
Aromaten haben ein schlechtes Viskositäts-Temperatur-Verhalten
und beeinflussen
die Oxidationsbeständigkeit von
Schmierstoffen ungünstig.
Aschegehalt
Unter dem Aschegehalt versteht man die
unverbrennbaren Rückstände eines
Schmierstoffes. Die Asche kann verschiedenen
Ursprungs sein: sie kann von im
Öl gelösten Wirkstoffen herrühren; auch
Graphit und Molybdändisulfid sowie
Seifen und andere Verdicker in Schmierfetten
liefern Asche. Frische unlegierte
Mineralöl-Raffinate müssen völlig frei
von Asche sein. Gebrauchte Öle enthalten
auch unlösliche Metallseifen, die sich
im Betrieb bilden, ferner unverbrennbare
Rückstände von Verunreinigungen, z. B.
Abrieb von Lagerteilen und Dichtungen
etc. Anhand des Aschegehaltes kann man
mitunter sich anbahnende Lagerschäden
feststellen.
57 FAG

Glossar
FAG Wälzlagerfette Arcanol · Chemisch-physikalische Daten · Hinweise zur Anwendung
Arcanol Verdicker Grundölvis- Konsistenz Gebrauchs- Hauptcharakteristik
Grundöl kosität bei NLGI- temperatur Anwendungsbeispiele
40 °C Klasse
mm 2 /s DIN 51818 °C
L12V Kalzium- 130 2 –40...+160 Spezialfett für hohe Temperatur
Polyharnstoff
Kupplungen, elektrische Maschinen (Motoren, Generatoren)
L71V Lithiumseife ISO VG 100 3 –30...+140 Standardfett für Lager mit D > 62 mm
Mineralöl
große E-Motoren, Kfz-Radlager, Lüfter
L74V Spezialseife ISO VG 22 2 –40...+100 Spezialfett für hohe Drehzahl und tiefe Temperatur
Synthetisches
Öl Werkzeugmaschinen, Spindellagerungen, Instrumentenlagerungen
L78V Lithiumseife ISO VG 100 2 –30...+140 Standardfett für Lager mit D ≤ 62 mm
Mineralöl
kleine E-Motoren, Haushaltsgeräte, Land- und Baumaschinen
L79V PTFE 400 2 –40...+260 Spezialfett für höchste Temperatur
Synthetisches und chemisch aggressive Umgebung
Öl
Laufrollen in Backautomaten, Kolbenbolzen in Kompressoren,
Ofenwagen, chemische Anlagen (Sicherheitsdatenblatt beachten)
L135V Lithiumseife 85 2 –40...+150 Spezialfett für hohe Belastung, hohe Drehzahl, hohe Temperatur
mit EP-Zusatz
Mineralöl + Walzwerke, Baumaschinen, Kraftfahrzeuge, Schienenfahrzeuge,
Ester Spinn- und Schleifspindeln
L166V Lithiumseife 170 3 –30...+150 Spezialfett für hohe Temperatur, hohe Belastung, oszillierende
mit EP-Zusatz Bewegung
Mineralöl
Blattverstellung in Rotoren von Windkraftanlagen,
Verpackungsmaschinen
L186V Lithiumseife ISO VG 460 2 –20...+140 Spezialfett für höchste Belastung,
mit EP-Zusatz mittlere Drehzahl, mittlere Temperatur
Mineralöl
hochbeanspruchte Bergwerksmaschinen, Baumaschinen,
Maschinen mit oszillierender Bewegung
L195V Polyharnstoff ISO VG 460 2 –35...+180 Spezialfett für hohe Temperatur, hohe Belastung,
mit EP-Zusatz
Synthetisches Öl Stranggießanlagen
L215V Lithium-/ ISO VG 220 2 –20...+140 Spezialfett für hohe Belastung, großen Drehzahlbereich,
Kalziumseife hohe Feuchtigkeit
mit EP-Zusatz
Mineralöl Walzwerkslagerungen, Schienenfahrzeuge
L223V Lithium-/ ISO VG 1000 2 –20...+140 Spezialfett für höchste Belastung, geringe Drehzahl
Kalziumseife
mit EP-Zusatz hochbeanspruchte Bergwerksmaschinen, Baumaschinen,
Mineralöl vorzugsweise bei Stoßbelastung und großen Lagern
FAG 58

ASTM
Abkürzung für American Society for
Testing Materials. Institut, das unter
anderem die amerikanischen Mineralölnormen
aufstellt.
ATF
Abkürzung für Automatic Transmission
Fluid. Spezialschmierstoffe, die auf die
Anforderungen in automatischen Getrieben
abgestimmt sind.
Ausbluten
Das im Schmierfett enthaltene Schmieröl
trennt sich vom Verdicker. Mögliche Ursachen:
ungenügende Walkstabilität
und/oder Temperaturbeständigkeit des
Fettes.
Bariumkomplexseifenfette
Schmierfette aus Bariumkomplexseifen
und Mineralölen oder synthetischen
Ölen. Wasserabweisend, sehr walkstabil,
hohe Belastbarkeit des Schmierfilms.
Basisöl
-> Grundöl.
Bentonite
Mineralien (zum Beispiel Aluminium-
Silikate), die zur Herstellung temperaturbeständiger
Schmierfette mit guten Kälteeigenschaften
verwendet werden.
Betriebsviskosität
Kinematische Viskosität eines Öles bei
Betriebstemperatur. Sie wird mit � bezeichnet.
Die Betriebsviskosität kann mit
Hilfe eines Viskositäts-Temperatur-Diagrammes
ermittelt werden. Für Mineralöle
mit durchschnittlichem Viskositäts-Temperatur-Verhalten
kann das
Diagramm, Bild 5, benutzt werden.
Bezugsviskosität
Die Bezugsviskosität ist die einem definierten
Schmierungszustand zugeordnete
kinematische Viskosität. Sie kann mit
Hilfe des mittleren Lagerdurchmessers
und der Lagerdrehzahl aus dem Diagramm,
Bild 6, abgelesen werden. Ein
Vergleich der Bezugsviskosität � 1 mit der
Betriebsviskosität � ermöglicht eine
Beurteilung des Schmierungszustandes.
Brennpunkt
Niedrigste Temperatur, bezogen auf einen
bestimmten Druck, bei der die Dämpfe
einer gleichmäßig höher erwärmten Flüssigkeit
nach der Entzündung durch eine
Flamme mindestens fünf Sekunden lang
weiterbrennen: DIN ISO 2592.
Brightstock
Hochviskoser, raffinierter Schmierölrückstand,
gewonnen bei der Vakuum-
Destillation. Mischkomponente für
Schmieröle, verbessert das Schmierverhalten.
Centipoise (cP)
Früher gebräuchliche Einheit der dynamischen
Viskosität.
1 cP = 1 mPa s
Centistoke (cSt)
Früher gebräuchliche Einheit der kinematischen
Viskosität.
1 cSt = 1 mm 2 /s
Dampfturbinenöle
Hochraffinierte, alterungsbeständige Öle
(Schmieröle T), die zur Schmierung der
Dampfturbinen-Getriebe und -Lager verwendet
werden. Die Öle sind legiert (EP)
und unlegiert erhältlich: DIN 51 515 T1.
Demulgiervermögen
Trennvermögen von Ölen aus Öl-Wasser-
Gemischen.
Destillate
Kohlenwasserstoffgemische, die bei der
Destillation des Erdöls gewonnen werden.
Glossar
Detergents
Wirkstoffe, die die Fähigkeit haben,
Rückstände zu lösen und zu schmierende
Flächen von Ablagerungen zu reinigen.
Dichte
Die Dichte von Mineralölprodukten wird
mit � bezeichnet, in g/cm 3 angegeben
und auf 15 °C bezogen. Die Dichte von
mineralischen Schmierölen liegt bei
� = 0,9 g/cm 3 . Die Dichte ist abhängig
vom chemischen Aufbau des Öles. Sie
nimmt bei Ölen gleichen Ursprungs mit
der Viskosität zu sowie mit steigendem
Raffinationsgrad ab. Die Dichte allein ist
kein Gütemaßstab.
Dichtungen, Verhalten von Dichtungen
Gegenüber Ölen und Schmierfetten verhalten
sich Dichtungsmaterialien sehr
unterschiedlich. In manchen Fällen quellen,
schrumpfen, verspröden die Dichtungen
oder lösen sich sogar auf. Dabei
spielen die Betriebstemperatur und die
Zusammensetzung des Schmierstoffes sowie
die Einwirkdauer eine erhebliche
Rolle. Über die Beständigkeit von Dichtungen
geben die Hersteller und die
Mineralölfirmen Auskunft.
Dispersants
Wirkstoffe in Schmierölen, die Schmutzstoffe
in feinster Verteilung in Schwebe
halten, bis sie ausgefiltert oder durch Ölwechsel
entfernt werden.
Dispersionsfettung
Methode zur Einbringung des Schmierstoffes.
Das Wälzlager wird in das Dispersionsbad
(Dispergiermittel und Fett) getaucht.
Nach dem Abdampfen des
Dispergiermittels verbleibt eine 1 bis
100 µm dicke Schmierstoffschicht auf
den Lageroberflächen. Vorteil: geringste
Reibung. Nachteil: geminderte Fettgebrauchsdauer.
59 FAG

Glossar
Druckviskosität
-> Viskositäts-Druck-Verhalten.
Dynamische Viskosität
-> Viskosität.
Emcor-Verfahren
Prüfung der Korrosionseigenschaften von
Wälzlagerfetten nach DIN 51 802.
Emulgatoren
Stoffe, die auf die Emulgierbarkeit von
Ölen wirken.
Emulgierbarkeit
Neigung eines Öles, mit Wasser eine
Emulsion zu bilden.
Emulsion
Mischung nicht löslicher Stoffe, bei
Mineralölen meist mit Wasser unter der
Mitwirkung von Emulgatoren.
Entspannungsverhalten von Schmierfetten
Das Entspannungsverhalten von
Schmierfetten ermöglicht Aussagen über
die Eignung bei der Verwendung in Zentralschmieranlagen
(DIN 51 816 T2).
EP-Schmierstoffe
Extreme-Pressure-Schmierstoffe. Öle
oder Fette, die EP-Wirkstoffe gegen Verschleiß
enthalten.
Ester (synthetische Schmieröle)
Verbindung zwischen Säuren und Alkoholen
unter Wasseraustritt. Ester höherer
Alkohole mit zweiwertigen Fettsäuren
bilden die sogenannten Diesteröle (synthetische
Schmieröle). Thermisch besonders
stabil sind Esteröle, die aus mehrwertigen
Alkoholen und unterschiedlichen
organischen Säuren aufgebaut sind.
FAG 60
Farbe von Ölen
Gebrauchte Öle werden häufig nach ihrer
Farbe beurteilt. Da jedoch die Farbe des
frischen Öles bereits mehr oder weniger
dunkel sein kann, ist bei einer solchen
Beurteilung Vorsicht geboten. Ob die
dunkle Farbe auf Oxidation zurückzuführen
ist, läßt sich nur durch Vergleich
mit einer Probe des entsprechenden
Frischöles feststellen. Auch eine Verunreinigung
durch Staub und Ruß oder Abrieb
(selbst in kleinster Menge) ist mitunter
die Ursache der dunklen Farbe.
Feste Fremdstoffe
Als feste Fremdstoffe allgemein bezeichnet
man alle in n-Heptan bzw. in Lösungsmittelgemisch
nach DIN 51 813
unlöslichen artfremden Verunreinigungen.
Bestimmung der festen Fremdstoffe
in Schmierölen nach DIN 51 592 E, in
Schmierfetten nach DIN 51 813, in Lösungsmittelgemisch
nach DIN 51 813.
Festschmierstoffe
In Schmierölen und Schmierfetten
suspendierte oder direkt angewendete
Stoffe, beispielsweise Graphit und
Molybdändisulfid.
Fettgebrauchsdauer
Die Fettgebrauchsdauer ist die Zeit vom
Anlauf bis zum Ausfall eines Lagers als
Folge eines Versagens der Schmierung.
Die Fettgebrauchsdauer hängt ab von der
– Fettmenge,
– Fettart (Verdicker, Grundöl, Additive),
– Lagerbauart und -größe,
– Höhe und Art der Belastung,
– Drehzahlkennwert,
– Lagertemperatur.
Fettgebrauchsdauerkurve, F 10
Der F 10-Wert ist die Fettgebrauchsdauer
eines bestimmten Fettes für eine Ausfallwahrscheinlichkeit
10 %. Die Fettgebrauchsdauer
F 10 wird durch Versuche,
z. B. mit dem FAG Wälzlagerfettprüfgerät
FE9, im Labor ermittelt.
Flammpunkt
Der Flammpunkt ist die niedrigste Temperatur,
bei der sich unter vorgeschriebenen
Prüfbedingungen so viel Öldampf
entwickelt, daß das Öl-Luft-Gemisch
erstmals an einer Zündflamme aufflammt.
Der Flammpunkt gehört zu den
Kenndaten eines Öles, hat aber für seine
Beurteilung kaum Bedeutung.
Fließdruck
Druck, der erforderlich ist, um einen
Schmierfettstrang aus einer Düse herauszupressen.
Er gibt Aufschluß über Konsistenz
und Fießverhalten. Bestimmung
nach DIN 51 805 (nach DIN 51 825 bestimmt
er die untere Einsatztemperatur).
Fließfette
Fließfette sind Schmierfette von halbflüssiger
bis pastöser Konsistenz. Zur Erhöhung
des Druckaufnahmevermögens
können die – meist für Getriebeschmierung
verwendeten – Fließfette Hochdruckzusätze
oder Festschmierstoffe erhalten.
Gelfette
Gelfette enthalten einen anorganischenorganischen
Verdicker, der aus sehr fein
verteilten festen Teilchen besteht; die
poröse Oberfläche dieser Teilchen hat die
Eigenschaft, Öle zu absorbieren. Gelfette
haben einen weiten Temperatur-Einsatzbereich
und sind wasserbeständig. Vorsicht
ist geboten bei hohen Drehzahlen
und hohen Belastungen.
Getriebefette
Getriebefette sind meist natriumverseifte,
langziehende weiche bis halbflüssige
Fließfette (NLGI 0 und 00) für Getriebe
und Getriebemotoren. Solche Fette werden
teilweise EP-legiert geliefert.
Getriebeschmieröle
Schmieröle für Getriebe aller Art nach
DIN 51 509, 51 517 T1/T2/T3
(Schmieröle C, CL, CLP).

Grundöl
Das in einem Schmierfett enthaltene Öl
wird als Grundöl oder Basisöl bezeichnet.
Der Anteil wird, je nach Verdicker und
Verwendungszweck des Fettes, verschieden
hoch gewählt. Mit dem Anteil des
Grundöls und seiner Viskosität ändern
sich die Penetration und das Reibungsverhalten
des Fettes.
Haftschmieröle
Zähklebrige, meist bituminöse, hochviskose
Schmierstoffe, meist vorgelöst zu
verwenden.
HD-Öl
Heavy-Duty-Öle sind Motorenöle, die
durch Wirkstoffzusätze speziell den
schweren Anforderungen in Verbrennungsmotoren
angepaßt sind.
Heißlagerfette
Eine andere Bezeichnung für Hochtemperaturfette.
Lithiumfette können bei
Dauertemperaturen bis zu 130 °C und
Polyharnstoffette bis zu 200 °C eingesetzt
werden. Spezielle Synthesefette sind bis
maximal 270 °C verwendbar.
Hochdruck-Schmierstoffe
-> EP-Schmierstoffe.
Homogenisierung
Endphase bei der Schmierfettherstellung.
Um eine einheitliche Struktur und feinste
Dispergierung des Verdickers zu erreichen,
wird das Schmierfett in einer dafür
ausgebildeten Maschine einer starken
Scherung ausgesetzt.
Hydraulikflüssigkeiten
Druckflüssigkeiten zur hydraulischen
Kraftübertragung und Steuerung.
Schwer entflammbare Hydraulikflüssigkeiten
-> Seite 32.
Hydrauliköle
Alterungsbeständige, dünnflüssige, nichtschäumende,
hochraffinierte Druckflüssigkeiten
aus Mineralöl mit tiefem Stockpunkt
für den Einsatz in Hydraulikanlagen.
Hypoidöle
Hochdruckschmieröle mit EP-Zusätzen
für Hypoidgetriebe, hauptsächlich für
Achsantriebe von Kraftfahrzeugen.
Inhibitoren
Wirkstoffe, die bestimmte Reaktionen
eines Schmierstoffes verzögern. Sie werden
vorzugsweise gegen Alterungs- und
Korrosionsvorgänge in Schmierstoffen
verwendet.
Kältemaschinenöle
Sie werden als Schmieröle in Kältemaschinen
verwendet und dabei der Einwirkung
des Kältemittels ausgesetzt. Kältemaschinenöle
sind entsprechend den
Kältemitteln in Gruppen unterteilt.
Die Mindestanforderungen sind in
DIN 51 503 enthalten.
Kälteverhalten
-> Stockpunkt und Fließdruck.
Kalkseifenfette, Kalziumfette
Kalkseifenfette oder Kalziumfette sind
völlig wasserabweisend und deshalb ausgezeichnete
Dichtfette gegen Wasser. Da
Kalkseife jedoch kaum Schutz vor Korrosion
bietet, müssen die Kalkseifenfette
Korrosionsschutz-Additive enthalten.
Kalkseifenfette mit Zusätzen haben sich
als Dichtfette auch bei starker Wasserbeaufschlagung
bewährt. Temperatur-
Einsatzgrenzen normaler Kalkseifenfette:
circa –20 °C bis +50 °C.
Kenndaten
Unter den Kenndaten eines Schmieröles
versteht man im allgemeinen den Flammpunkt,
die Dichte, die Nennviskosität, den
Stockpunkt und Angaben über die Zusätze.
Glossar
Schmierfette werden gekennzeichnet durch
die Art des Verdickers, die Art und Viskosität
des Grundöls, den Tropfpunkt, die Walkpenetration
und ggf. durch die Zusätze.
Kinematische Viskosität
-> Viskosität.
Komplexfette
enthalten außer Metallseifen aus hochmolekularen
Fettsäuren auch Metallsalze
aus niedrigmolekularen organischen Säuren.
Diese Salze bilden mit den Seifen
Komplexe, die günstigere Eigenschaften
als einfache Seifenfette haben, soweit es
die Temperaturgrenzen, das Verhalten gegen
Wasser, den Korrosionsschutz und
die Druckaufnahmefähigkeit betrifft.
Konsistenz
Maß für die Verformbarkeit von Schmierfetten.
-> Penetration.
Korrosionsschutzfette, Korrosionsschutzöle
Sie schützen korrosionsempfindliche Metalloberflächen
gegen den Angriff der
Feuchtigkeit und des Luftsauerstoffes.
Kupferstreifenprüfung
Verfahren zur qualitativen Feststellung
von aktivem Schwefel in Mineralölen
(DIN 51 759) und in Schmierfetten
(DIN 51 811).
Legierte Schmierstoffe
Schmieröle oder Schmierfette, die einen
oder mehrere Wirkstoffe zur Verbesserung
spezieller Eigenschaften enthalten
-> Wirkstoffe.
Lithiumseifenfette
Lithiumseifenfette zeichnen sich aus
durch eine verhältnismäßig gute Wasserbeständigkeit
und einen weiten Bereich
der Gebrauchstemperatur. Sie enthalten
oft Oxidationsverzögerer, Korrosionsver-
61 FAG

Glossar
zögerer und Hochdruck-Zusätze (EP).
Wegen ihrer guten Eigenschaften werden
Lithiumseifenfette in großem Umfang
zur Schmierung von Wälzlagern eingesetzt.
Die Einsatzgrenzen normaler Li-
Fette liegen bei –35 °C und +130 °C.
Mechanisch-dynamische Schmierstoffprüfung
Die Wälzlagerfette werden unter betriebsnahen
Verhältnissen, also bei Betriebsbedingungen
und Umweltbedingungen geprüft.
Aus dem Verhalten von Prüfelement
und Schmierstoff während der Prüfung
und aus deren Zustand nach der
Prüfung wird die Beurteilung des
Schmierstoffes abgeleitet. Prüfungen in
Modellprüfgeräten liefern nur bedingt
Ergebnisse, die auf Wälzlager übertragen
werden können. Es werden daher heute
solche Prüfungen bevorzugt, die Wälzlager
als Prüfelemente benutzen.
In der Norm DIN 51 825 für Wälzlagerfette
ist das FAG-Wälzlagerfett-Prüfgerät
FE9 nach DIN 51 821 enthalten. Mit
dieser Maschine wird die Fettgebrauchsdauer
mit Wälzlagern als Prüfelementen
getestet.
Beim FAG-Prüfsystem FE9 mit Wälzlagern
können Drehzahlen, Belastungen
und Einbaubedingungen gewählt werden.
Außerdem kann die Betriebstemperatur
durch eine Heizung variiert werden.
Die Schmierfähigkeit wird aufgrund der
erreichten Laufzeiten sowie der aufgenommenen
Antriebsleistung beurteilt.
Beim FAG-Prüfsystem FE8 (Entwurf
DIN 51 819) können zusätzlich die
Wälzlagerbauart und in beschränktem
Umfang auch die Wälzlagergröße frei gewählt
werden. Außerdem ist die Messung
der Lagerverlustleistung und des Lagerverschleißes
möglich. Da eine Streuung
der Meßwerte in Kauf genommen werden
muß, sind die Meßergebnisse statistisch
abzusichern.
FAG 62
FAG-Prüfsystem FE9
FAG-Prüfsystem FE8

Mehrbereichsöle
Motorenöle und Getriebeöle mit
verbessertem Viskositäts-Temperatur-
Verhalten.
MIL-Spezifikationen
Spezifikationen der US-Streitkräfte mit
Mindestanforderungen für die zu liefernden
Betriebsstoffe. Motoren- und Maschinenhersteller
stellen zum Teil gleiche
Mindestanforderungen an die Schmierstoffe.
Die Erfüllung der Mindestforderungen
gilt als Qualitätsmaßstab.
Mineralöle
Erdöle bzw. deren flüssige Derivate.
Mischbarkeit von Fetten
-> Seite 38.
Mischbarkeit von Ölen
Öle verschiedener Sorten oder verschiedener
Hersteller sollten nicht bedenkenlos
gemischt werden. Eine Ausnahme
bilden HD-Motorenöle; sie dürfen fast
immer miteinander gemischt werden.
Werden Frischöle mit Gebrauchtölen gemischt,
so kann sich Schlamm absetzen.
In allen Fällen, in denen Schlammbildung
gefürchtet werden muß, empfiehlt
es sich, Proben in einem Becherglas zu
mischen.
Nachschmierintervall
Zeitraum, nach dem die Lager nachgeschmiert
werden. Das Nachschmierintervall
sollte kürzer als die Schmierfrist
festgelegt werden.
Natronseifenfette (Natriumseifenfette)
Natronseifenfette zeichnen sich durch
gute Haftfähigkeit aus; sie bilden auf den
Roll- und Gleitflächen von Wälzlagern
einen gleichmäßigen, geschmeidigen
Schmierfilm. Sie emulgieren mit Wasser,
sind also nicht wasserbeständig. Geringe
Mengen Feuchtigkeit werden ohne Nachteil
aufgenommen; bei größeren Mengen
wird das Fett flüssig und fließt aus dem
Lagerraum. Na-Fette zeigen schlechtes
Kälteverhalten. Temperatur-Einsatzgrenzen:
circa –30 °C und +120 °C.
Nennviskosität
-> Viskosität.
Neutralisationszahl NZ
Die Neutralisationszahl NZ ist ein Maß
für die Alterung eines Mineralöles. Sie
gibt an, wieviel mg Kaliumhydroxid für
die Neutralisation der in 1 g Öl enthaltenen
freien Säuren nötig sind. Bei legierten
Ölen liegt die NZ auch im frischen
Zustand wegen der Wirkstoffe meistens
über Null. Eine Änderung der NZ gegenüber
dem Neuzustand sollte den Wert
2 nicht überschreiten.
NLGI-Klasse
-> Penetration.
Normalschmieröle
Schmieröle L-AN nach DIN 51 501. Sie
werden verwendet, wenn keine besonderen
Anforderungen an den Schmierstoff
gestellt werden.
Ölabscheidung
Schmierfette können bei längerer Lagerung
oder erhöhter Temperatur Öl abscheiden.
Die Ölabscheidung wird nach
DIN 51 817 bestimmt. Eine Langzeitschmierung
erfordert eine langfristige, geringe
Ölabgabe, die jedoch so groß sein
muß, daß die Versorgung der Kontaktflächen
sichergestellt ist.
Oxidation
-> Alterung.
Penetration
Die Penetration ist ein Maß für die Konsistenz
eines Schmierfettes. Sie wird festgestellt,
indem man einen genormten
Kegel in ein mit Fett gefülltes Gefäß eindringen
läßt und die Eindringtiefe – in
Zehntel mm – mißt (Einsinkdauer 5 s).
Glossar
Im Handel wird die sogenannte Walkpenetration
bei 25 °C angegeben. Die
Walkpenetration ist ebenfalls eine Eindringtiefe,
nur muß das Fett vorher unter
genau festgelegten Bedingungen durchgewalkt
werden. Die Penetrationsklassen
reichen von 000 bis 6 (DIN 51 818).
Penetration üblicher Wälzlagerfette
Konsistenzeinteilung Walknach
NLGI-Klassen penetration
(Penetrationsklassen) [0,1 mm]
1 310-340
2 265-295
3 220-250
4 175-205
Pourpoint
Der Pourpoint eines Mineralöles ist die
Temperatur, bei der eine Probe beim Abkühlen
unter bestimmten Bedingungen
eben noch fließt.
Quellverhalten
Prüfung des Quellverhaltens von Kautschuk
und Elastomeren unter dem Einfluß
von Schmierstoffen: DIN 53 521.
Raffinate
Bei der Schmierölherstellung erzielt man
durch eine Raffination der Destillate eine
befriedigende Alterungsbeständigkeit.
Dabei werden instabile Verbindungen, in
die Schwefel, Stickstoff, Sauerstoff und
Metallsalze eingelagert sein können, ausgeschieden.
Es gibt verschiedene Raffinationsverfahren,
deren wichtigste die
Schwefelsäure-Raffination (Schwefelsäure-Raffinat)
und die Lösungsmittel-
Raffination (Solvent-Raffinat) sind.
Ruhpenetration
Bei 25 °C gemessene Penetration einer
Schmierfettprobe, die nicht im Fettkneter
vorbehandelt worden ist.
SAE-Klassifikation
In englisch sprechenden Ländern und in
der Kraftfahrzeugtechnik bezeichnet man
die Viskosität von Schmierölen nach
63 FAG

Glossar
SAE-Klassifikation (Society of Automotive
Engineers). Umrechnung für Motoren-Schmieröle
siehe DIN 51 511, für
Kfz-Getriebeöle siehe DIN 51 512.
Saybolt-Universal-Viskosimeter
In den USA gebräuchliches Viskosimeter,
das zur Bestimmung der konventionellen
Viskosität in SSU (Second Saybolt Universal)
oder SUS (Saybolt Universal
Seconds) verwendet wird.
Schaum
Schaum ist in Mineralölen unerwünscht.
Er begünstigt die Ölalterung. Überschäumen
kann zu Ölverlusten führen.
Schlammbildung
Durch den Einfluß von Luft und Wasser
kann es bei Mineralölerzeugnissen zur
Bildung von Oxidationsprodukten und
Polymerisaten kommen. Die Ausscheidungen
setzen sich als Schlamm ab.
Schmierfette
Schmierfette sind konsistente Gemische
aus Verdickern und Ölen. Man unterscheidet
zwischen
– Metallseifenschmierfetten, die sich aus
Metallseifen als Verdickern und
Schmierölen zusammensetzen,
– seifenfreien Schmierfetten mit anorganischen
Gelbildnern oder organischen
Verdickern und Schmierölen,
– synthetischen Schmierfetten, die sich
aus organischen oder anorganischen
Verdickern und Syntheseölen zusammensetzen.
-> Tabelle, Bild 27.
Schmierfrist
Die Schmierfrist entspricht der mindestens
erreichten Fettgebrauchsdauer F 10
von Standardfetten nach DIN 51 825.
Die Schmierfrist wird in Abhängigkeit
von k f · n · d m, gültig für 70 °C aufgetragen,
siehe Diagramm "Schmierfristkurve",
Bild 33. Dieser Wert wird zur Abschätzung
genommen, wenn die Fettgebrauchsdauer
F 10 für das verwendete Fett
FAG 64
nicht bekannt ist. Soll die ganze Leistungsfähigkeit
eines Fettes ausgenutzt
werden, so ist die praxisnah experimentell
ermittelte Fettgebrauchsdauer F 10 anzusetzen,
oder man richtet sich nach Erfahrungswerten.
Einflüsse, die eine Minderung
der Schmierfrist bewirken, werden
durch Minderungsfaktoren berücksichtigt.
Schmieröle B
Dunkle, bitumenhaltige Mineralöle mit
gutem Haftvermögen: DIN 51 513.
Schmieröle C, CL, CLP
Getriebeöle für Umlaufschmierung:
DIN 51 517 T1/T2/T3.
Schmieröle CG
Gleitbahnöle.
Schmieröle K
Kältemaschinenöle: DIN 51 503.
Schmieröle N
Normalschmieröle: DIN 51 501.
Schmieröle T
Dampfturbinen-Schmier- und Regleröle:
DIN 51 515 T1.
Schmieröle V
Luftverdichteröle: DIN 51 506.
Schmieröle Z
Dampfzylinderöle: DIN 51 510.
Schmierstoffzusätze
-> Wirkstoffe.
Silikonöle
Syntheseöle, die bei speziellen Betriebsverhältnissen
eingesetzt werden. Sie
haben günstigere Kennwerte als die Mineralöle,
jedoch schlechtere Schmier-
eigenschaften und geringeres Druckaufnahmevermögen.
Siehe auch Tabelle, Bild 30.
Solvate
Solvent-Raffinat, mit Lösungsmitteln raffiniertes
Mineralöl.
Spezifikationen
Militärische und Firmen-Vorschriften für
Schmierstoffe, in denen physikalische
und chemische Eigenschaften sowie Prüfmethoden
festgelegt sind.
Spindelöle
Dünnflüssige Schmieröle mit einer Viskosität
von etwa 10 bis 90 mm 2 /s bei
40 °C.
Stick-slip-Zusätze
Additive, die Schmierstoffen zugegeben
werden, um das Ruckgleiten, zum Beispiel
bei Führungsbahnen von Werkzeugmaschinen,
zu verhindern.
Stockpunkt
Der Stockpunkt eines Schmieröles ist die
Temperatur, bei der das Öl – wenn es unter
festgelegten Bedingungen abgekühlt
wird – zu fließen aufhört. Der Stockpunkt
liegt 2 bis 5 K niedriger als der
Pourpoint. Das Kälteverhalten der Öle
unmittelbar oberhalb des Stockpunktes
kann schon ungünstig sein und muß daher
durch eine Viskositätsmessung bestimmt
werden.
Strahlung
Neben den SI-Einheiten sind teilweise
noch die älteren Einheiten rd und rem
gebräuchlich.
Es gilt für die Energiedosis:
1 J/kg = 1 Gy (Gray)
1 Gy = 100 rd (Rad)
Für die Äquivalentdosis gilt:
1 J/kg = 1 Sv (Sievert)
100 rem = 1 Sv
1 rd = 1 rem

Suspension
Kolloidale Aufschwemmung von festen
Körpern in Flüssigkeiten, zum Beispiel
von ölunlöslichen Wirkstoffen in
Schmierstoffen.
Synthetische Schmierstoffe
Durch Synthese hergestellte Schmieröle,
die teilweise, abgestimmt auf ihre Anwendung,
folgende Eigenschaften aufweisen:
sehr niedriger Stockpunkt, gutes V-T-Verhalten,
geringer Verdampfungsverlust, lange
Lebensdauer, hohe Oxidationsstabilität.
Thixotropie
Schmierfette verhalten sich thixotrop,
wenn sich ihre Konsistenz durch mechanische
Beanspruchung verringert und in
der Ruhe wieder ansteigt. Auch besonders
additivierte Konservierungsöle verhalten
sich thixotrop.
Tropfpunkt
Temperatur, bei der eine Probe bei Erwärmung
unter Prüfbedingungen durch die
Öffnung eines Nippels fließt und auf den
Boden des Prüfrohres fällt.
Fett: DIN ISO 2176
Umlaufteilnahme
Unter Umlaufteilnahme versteht man die
Mitnahme des Fettes durch umlaufende
Teile. Dadurch gelangen immer wieder
Fettklumpen zwischen Rollkörper und
Laufbahnen, und die Walkreibung wird
groß. Bei hohen Drehzahlen muß daher
ein Fett gewählt werden, das nicht zur
Umlaufteilnahme neigt. Die Umlaufteilnahme
hängt ab vom Verdicker, der Penetration,
der Temperatur und auch der
Lagerbauart. Besonders Natronfette neigen
zur Umlaufteilnahme.
Verdampfungsverlust
Bei höheren Temperaturen auftretender
Verlust durch Verdampfung eines Schmieröles.
Er kann gleichbedeutend mit gesteigertem
Ölverbrauch sein und zu einer Änderung
der Eigenschaften des Öles führen.
Verdicker
Verdicker und Grundöl sind die Bestandteile
von Schmierfetten. Die häufigsten
Verdicker sind Metallseifen (Li-, Ca-, Na-
12-Hydroxystearate u.a.) sowie Verbindungen
vom Typ Polyharnstoff, PTFE
und Mg-Al-Schichtsilikate.
Verschleißschutzzusätze
Wirkstoffe, die im Mischreibungsgebiet
den Verschleiß herabsetzen sollen. Man
unterscheidet
– mild wirkende Zusätze wie Fettsäuren,
Fettöle,
– Hochdruckzusätze, beispielsweise
Schwefel-, Phosphor-, Zinkverbindungen,
– Festschmierstoffe, zum Beispiel
Graphit, Molybdändisulfid.
Verseifungszahl VZ
Die Verseifungszahl VZ kann bei ungebrauchten
und gebrauchten Mineralölen,
auch solchen mit Zusätzen, zur Kennzeichnung
der Änderung des Öles herangezogen
werden. Sie gibt an, wieviel mg
Kaliumhydroxid erforderlich sind, um
die in einem Gramm Öl enthaltenen freien
und gebundenen Säuren zu neutralisieren
und die vorhandenen Ester zu verseifen.
Vier-Kugel-Apparat
Gerät zur Prüfung von Schmierstoffen
(DIN 51 350). Bei vier pyramidenförmig
angebrachten Kugeln dreht sich die obere
Kugel. Die Belastung kann bis zum Verschweißen
der Kugeln gesteigert werden
(Schweißkraft). Die Belastung in N dient
als VKA-Wert. Als Verschleißkennwert
wird nach einer einstündigen Prüfzeit der
Kalottendurchmesser der drei ruhenden
Kugeln gemessen und zur Bewertung herangezogen.
Zur Identifikationsprüfung
von Schmierstoffen geeignet.
Viskosität
Die Viskosität ist die grundlegende physikalische
Eigenschaft von Schmierölen,
aus der sich die Tragfähigkeit des Ölfil-
Glossar
mes im Lager bei flüssiger Reibung ergibt.
Sie nimmt mit steigender Temperatur
ab und mit fallender Temperatur zu
(siehe V-T-Verhalten). Daher muß bei jedem
Viskositätswert die Temperatur, auf
die er sich bezieht, angegeben werden.
Die Nennviskosität ist die kinematische
Viskosität bei 40 °C. Siehe auch Viskositätsklassifikation.
Im physikalischen
Sinne ist Viskosität der Widerstand, den
benachbarte Schichten einer Flüssigkeit
ihrer gegenseitigen Verschiebung entgegensetzen.
Man unterscheidet zwischen
der dynamischen Viskosität � und der
kinematischen Viskosität �. Die kinematische
Viskosität ist hierbei die auf die
Dichte bezogene dynamische Viskosität.
Es besteht also der Zusammenhang
� = � · �. Hierbei ist � die Dichte. Die SI-
Einheiten (internationales Einheitensystem)
für die dynamische Viskosität
sind Pa s oder mPa s. Sie haben die früher
gebräuchlichen Einheiten Poise (P) und
Centipoise (cP) ersetzt. Umrechnung:
1cP = 10 -3 Pa s. SI-Einheiten für die kinematische
Viskosität sind m 2 /s und mm 2 /s.
Die früher gebräuchliche Einheit Centistoke
(cSt) entspricht der SI-Einheit mm 2 /s.
Viskositäts-Druck-Verhalten
Abhängigkeit der Viskosität eines
Schmieröles vom Druck. Mit steigendem
Druck nimmt die Viskosität von Mineralölen
zu (Diagramm, Bild 3).
Viskositätsindex VI
Durch den Viskositätsindex VI wird das
Viskositäts-Temperatur-Verhalten eines
Öles zahlenmäßig zum Ausdruck gebracht.
Viskositätsindex-Verbesserer
Wirkstoffe, die im Mineralöl gelöst sind
und das Viskositäts-Temperatur-Verhalten
verbessern. Bei hohen Temperaturen
bewirken sie eine höhere Viskosität, bei
tiefen Temperaturen verbessern sie das
Fließverhalten.
65 FAG

Glossar
Viskositätsklassifikation
In den Normen ISO 3448 und DIN
51 519 sind für flüssige Industrie-
Schmierstoffe 18 Viskositätsklassen im
Bereich von 2 bis 1500 mm 2 /s bei 40 °C
festgelegt (siehe folgende Tabelle).
Viskositätsklassen nach ISO
Viskositäts- Mittelpunkts- Grenzen der
klasse viskosität kinematischen
Viskosität
ISO bei 40 °C bei 40 °C
mm 2 /s mm 2 /s
min. max.
ISO VG 2 2,2 1,98 2,42
ISO VG 3 3,2 2,88 3,52
ISO VG 5 4,6 4,14 5,06
ISO VG 7 6,8 6,12 7,48
ISO VG 10 10 9,00 11,0
ISO VG 15 15 13,5 16,5
ISO VG 22 22 19,8 24,2
ISO VG 32 32 28,8 35,2
ISO VG 46 46 41,4 50,6
ISO VG 68 68 61,2 74,8
ISO VG 100 100 90,0 110
ISO VG 150 150 135 165
ISO VG 220 220 198 242
ISO VG 320 320 288 352
ISO VG 460 460 414 506
ISO VG 680 680 612 748
ISO VG 1000 1000 900 1100
ISO VG 1500 1500 1350 1650
V-T-Verhalten
Mit dem Ausdruck V-T-Verhalten bezeichnet
man bei Schmierölen die Änderung
der Viskosität mit der Temperatur.
Man spricht von günstigem V-T-Verhalten,
wenn das Öl seine Viskosität mit der
Temperatur nicht stark ändert.
-> Viskositätsindex (VI).
Walkpenetration
Penetration von Schmierfetten, gemessen
bei 25 °C, nach der Behandlung der Probe
im Fettkneter (DIN 51 804 T2 und
DIN ISO 2137).
FAG 66
Wasserabscheidevermögen (WAV)
Eigenschaft eines Öles, Wasser abzuscheiden.
Die Prüfung erfolgt nach
DIN 51 589.
Wasserbeständigkeit
Die Wasserbeständigkeit von Schmierfetten
wird nach DIN 51 807 (statische
Prüfung) geprüft und stellt nur eine
Eigenschaftskennzeichnung dar, die keine
Rückschlüsse auf die Wasserbeständigkeit
des Fettes in der Praxis zuläßt. Es wird
geprüft, ob und in welcher Art ruhendes
destilliertes Wasser bei verschiedenen
Temperaturen auf ein nicht beanspruchtes
Fett einwirkt.
Wassergehalt
Enthält ein Schmieröl Wasser, so wird der
Schmierfilm durch Wassertropfen unterbrochen
und dadurch die Schmierfähigkeit
vermindert. Wasser im Öl beschleunigt
im übrigen die Alterung und führt zu
Korrosion. Der Wassergehalt kann durch
Destillation oder mit einer Absetzprobe
im Reagenzglas bestimmt werden, wobei
sich das Wasser wegen seines höheren spezifischen
Gewichtes am Boden absetzt.
Bei emulgierenden Ölen muß man die
Probe erwärmen. Geringer Wassergehalt
wird mit der Spratzprobe nachgewiesen;
das Öl wird dabei im Reagenzglas über
einer Flamme erwärmt. Wenn Spuren von
Wasser vorhanden sind, ist ein knackendes
Geräusch – ein Spratzen – zu hören.
Wirkstoffe
Wirkstoffe, auch als Zusätze oder Additive
bezeichnet, sind öllösliche Stoffe,
die Mineralölen oder Mineralölprodukten
zugegeben werden. Sie verändern
oder verbessern durch chemische und
oder physikalische Wirkung die Eigenschaften
der Schmierstoffe (Oxidationsstabilität,
EP-Wirkung, Schaumbildung,
Viskositäts-Temperatur-Verhalten, Stockpunkt,
Fließfähigkeit und so weiter).
Zähigkeit
-> Viskosität.

Notizen
67 FAG

Notizen
FAG 68

Schmierung von Wälzlagern
Alle Angaben wurden sorgfältig erstellt und überprüft. Für eventuelle Fehler
oder Unvollständigkeiten können wir jedoch keine Haftung übernehmen.
Änderungen, die dem Fortschritt dienen, behalten wir uns vor.
WL 81 115/4 DA/90/7/99
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